اصطدام كويكب قديم بحجم 20 مرة أكبر من الذي أدى إلى انقراض الديناصورات على الأرجح ضرب قمر المشتري جانيميد

كشفت دراسة جديدة أن قمر المشتري غانيميد ربما يكون قد انقلب على محوره عندما اصطدم به كويكب ضخم قبل حوالي 4 مليارات سنة.

غانيميد، أكبر قمر في النظام الشمسي، وهو أكبر من عطارد والكوكب القزم بلوتو. وقد وجدت الأبحاث السابقة أدلة تشير إلى أن تحت قشرته الجليدية السميكة يكمن محيط مالح أعمق 10 مرات من محيطات الأرض.

لكن لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول القمر، ويحتاج العلماء إلى المزيد من الصور عالية الدقة لسطحه لحل الألغاز المحيطة بتاريخ غانيميد وتطوره.

تغطي الأخاديد العميقة مساحات واسعة من سطح غانيميد، وتشكل نمطاً من الدوائر متحدة المركز حول بقعة واحدة دفعت بعض علماء الفلك إلى الاعتقاد بأن القمر شهد حدث ارتطام كبير في ماضيه.

وقال ناويوكي هيراتا، الأستاذ المساعد في علم الكواكب في جامعة كوبي في اليابان، في بيان له: "أقمار المشتري آيو ويوروبا وغانيميد وكاليستو جميعها لها خصائص فردية مثيرة للاهتمام، لكن ما لفت انتباهي هو هذه الأخاديد على غانيميد". وأضاف: "نحن نعلم أن هذه الميزة نشأت بسبب اصطدام كويكب قبل حوالي 4 مليارات سنة، لكننا لم نكن متأكدين من حجم هذا الاصطدام وتأثيره على القمر".

هيراتا هو مؤلف دراسة جديدة، نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة التقارير العلمية، والتي تستكشف ما الذي أوجد نظام الأخاديد في غانيميد وتداعيات الارتطام - والتي يمكن أن يتم التحقيق فيها عن كثب من قبل مركبة الفضاء جوس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي هي حالياً في طريقها لدراسة المشتري وأقماره.

اصطدام قديم

لطالما أثار غانيميد اهتمام هيراتا، الذي قال إنه يعتقد أن الكشف عن تطوره "ذو مغزى". سطح القمر عبارة عن دراسة في التباينات، مع وجود مناطق مشرقة من التلال إلى جانب الأخاديد التي تقطع المناطق الداكنة.

وقال إن هيراتا ألقى نظرة فاحصة على نظام الأخاديد على غانيميد، والتي تمتد من نقطة واحدة على سطح القمر مثل الشقوق متحدة المركز التي تتشكل عندما يصطدم حجر بالزجاج الأمامي للسيارة.

لاحظ هيراتا أن النقطة المركزية للأخاديد كانت على طول محور دوران القمر، مما يعني أن شيئًا ما مثل حدث اصطدام كبير تسبب في إعادة توجيه القمر بالكامل.

اقترح بحث سابق أن جرماً كوكبيًا كبيرًا اصطدم ببلوتو في وقت مبكر من تاريخه، مما أعاد ترتيب توزيع الجليد على الكوكب القزم وأدى إلى خلق "قلب" مميز على سطح الكوكب. وقال هيراتا إنه يعتقد أن سيناريو مماثل حدث على غانيميد، مع غلافه الجليدي ومحيطه تحت السطحي.

يمكن أن يؤدي التغيير المفاجئ في طريقة توزيع الكتلة على الكوكب إلى تغيير موقع محوره، أو الخط الوهمي الذي تدور حوله الأجسام الكوكبية. عندما يصطدم كويكب كبير بكوكب، فإنه يخلق شذوذًا في الجاذبية يغير طريقة دوران الكوكب. لذا قام هيراتا بحساب نوع الارتطام الذي يمكن أن يكون قد خلق اتجاه غانيميد الحالي.

وقد كشفت معادلاته أن كويكبًا يبلغ عرضه حوالي 186 ميلًا (300 كيلومتر) قد أحدث في البداية فوهة قطرها حوالي 870 إلى 994 ميلًا (1400 إلى 1600 كيلومتر).

وكان هذا الكويكب أكبر 20 مرة من الكويكب الذي اصطدم بما يعرف الآن بشبه جزيرة يوكاتان في تشيكسولوب بالمكسيك، وأدى إلى سقوط الديناصورات على الأرض قبل 66 مليون سنة. كانت الحفرة التي خلفها على غانيميد تعادل 25% من حجم قمر المشتري، وفقاً للدراسة.

تحقيق بعثة العصير عن قرب

قال هيراتا إنه لا يزال من غير الواضح إلى أي مدى تحول محور غانيميد. لكن البيانات المستقبلية التي ستجمعها مهمة جوس أو مستكشف أقمار المشتري الجليدية يمكن أن تلقي المزيد من الضوء على تاريخ غانيميد وحدث الاصطدام.

أكملت المركبة الفضائية، التي تم إطلاقها في أبريل 2023، تحليقاً تاريخياً للأرض والقمر في 21 أغسطس/آب مما وضعها على المسار الصحيح للوصول إلى المشتري وأقماره في عام 2031.

قالت أَدين دينتون، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر القمر والكواكب في جامعة أريزونا، إنه من الصعب على الباحثين معرفة ما إذا كان الاصطدام القديم قد أحدث الأخاديد على غانيميد دون المزيد من البيانات، وهو ما يمكن أن توفره مهمة جوس. لم تشارك في دراسة هيراتا.

"وقالت دنتون، التي شاركت في تأليف دراسة في أبريل/نيسان تناولت التأثيرات على بلوتو وحوضه الكبير، المسمى سبوتنيك بلانيتيا، الذي يشكل الفص الأيسر من ميزة القلب التي رصدها علماء الفلك: "تقدم هذه الورقة البحثية فرضية مثيرة للاهتمام، مع الكثير من الأمور التي يجب التفكير فيها فيما يتعلق بتطور القمر الجليدي وعالم المحيطات.

وقالت: "تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تبرير بعض الشكوك عند النظر في السمات الجيولوجية القديمة والمتدهورة على الأجسام الكوكبية وكيفية تأثيرها على اتجاه الكوكب". "مع وجود معلومات قليلة جداً عن هذه السمات الكبيرة والقديمة، من الصعب أن نكون واثقين من تحديد هذه الميزة كحوض، بالإضافة إلى شذوذ كتلي محتمل. لحسن الحظ، على عكس ما حدث مع بلوتو و(سبوتنيك بلانيتيا)، سنعود إلى غانيميد قريباً ويمكننا الحصول على المعلومات الإضافية اللازمة لحل هذه المشكلة."

يعتقد الباحثون أن الجزء الداخلي من غانيميد قد يكون مثل شطيرة النادي مكدس بطبقات متناوبة من الجليد والمحيط. وقال هيراتا إن فهم الكيفية التي غيّر بها الارتطام القمر يمكن أن يكشف عن رؤى حول بنيته الداخلية المثيرة للاهتمام.

"وقال: "أريد أن أفهم أصل وتطور غانيميد وأقمار المشتري الأخرى. "لا بد أنه كان للاصطدام العملاق تأثير كبير على التطور المبكر لغانيميد، لكن التأثيرات الحرارية والهيكلية للاصطدام على باطن غانيميد لم يتم بحثها على الإطلاق حتى الآن. وأعتقد أنه يمكن إجراء المزيد من الأبحاث التي تطبق التطور الداخلي للأقمار الجليدية بعد ذلك."