إشارة غريبة تثير تساؤلات حول الفضاء المداري

التقط علماء الفلك في أستراليا إشارة لاسلكية غريبة في يونيو 2024 إشارة قريبة من كوكبنا وقوية جداً لدرجة أنها طغت للحظة على كل شيء آخر في السماء. أثار البحث الذي أعقب ذلك عن مصدرها أسئلة جديدة حول المشكلة المتزايدة للحطام في مدار الأرض.

في البداية، اعتقد الباحثون أنهم كانوا يرصدون شيئاً غريباً.

وقال كلانسي جيمس، الأستاذ المشارك في معهد كورتن لعلم الفلك الراديوي التابع لجامعة كورتن في غرب أستراليا: "لقد تحمسنا كثيراً، معتقدين أننا اكتشفنا جسماً غير معروف في محيط الأرض".

جاءت البيانات التي كان جيمس وزملاؤه يبحثون عنها من التلسكوب الراديوي ASKAP، وهو عبارة عن مجموعة من 36 هوائياً من الأطباق الهوائية في بلاد واجاري ياماجي، يبلغ ارتفاع كل منها حوالي ثلاثة طوابق. وعادةً ما كان الفريق يبحث في البيانات عن نوع من الإشارات يسمى "انفجار راديوي سريع" وهو عبارة عن وميض من الطاقة ينطلق من مجرات بعيدة.

قال جيمس: "هذه انفجارات قوية بشكل لا يصدق في موجات الراديو التي تدوم حوالي جزء من الثانية". "نحن لا نعرف ما الذي ينتجها، ونحن نحاول اكتشافها، لأنها تتحدى الفيزياء المعروفة فهي ساطعة للغاية. كما نحاول استخدامها لدراسة توزيع المادة في الكون."

يعتقد علماء الفلك أن هذه الانفجارات قد تأتي من النجوم المغناطيسية، وفقاً لجيمس. هذه الأجسام هي بقايا كثيفة جداً من النجوم الميتة ذات المجالات المغناطيسية القوية. قال جيمس: "إن النجوم المغناطيسية مجنونة تمامًا". "إنها أكثر الأشياء تطرفاً في الكون قبل أن يتحول شيء ما إلى ثقب أسود."

لكن بدا أن الإشارة قادمة من مكان قريب جداً من الأرض قريب جداً لدرجة أنه لا يمكن أن يكون جسماً فلكياً. "تمكنا من معرفة أنها جاءت من على بعد حوالي 4500 كيلومتر (2800 ميل). وحصلنا على تطابق دقيق جداً مع هذا القمر الصناعي القديم المسمى Relay 2 هناك قواعد بيانات يمكنك البحث عنها لمعرفة مكان أي قمر صناعي معين، ولم تكن هناك أقمار صناعية أخرى في أي مكان قريب".

وقال: "لقد شعرنا جميعًا بخيبة أمل نوعًا ما من ذلك، ولكننا فكرنا: "انتظروا لحظة. ما الذي أنتج هذا بالفعل على أي حال؟"

دائرة قصر هائلة

أطلقت ناسا Relay 2، وهو قمر صناعي تجريبي للاتصالات، إلى المدار في عام 1964. وقد كان نسخة محدثة من Relay 1، الذي انطلق قبل ذلك بعامين واستُخدم لترحيل الإشارات بين الولايات المتحدة وأوروبا وبث الألعاب الأولمبية الصيفية لعام 1964 في طوكيو.

وبعد ثلاث سنوات فقط، ومع انتهاء مهمتها وتعطل كل من أجهزتها الرئيسية، تحولت Relay 2 إلى خردة فضائية. ومنذ ذلك الحين ظلت تدور حول كوكبنا بلا هدف، إلى أن ربطها جيمس وزملاؤه بالإشارة الغريبة التي اكتشفوها العام الماضي.

ولكن هل يمكن لقمر صناعي ميت أن يعود إلى الحياة فجأة بعد عقود من الصمت؟

في محاولة للإجابة على هذا السؤال، كتب علماء الفلك ورقة بحثية عن تحليلهم، ومن المقرر أن تنشر يوم الاثنين في مجلة The Astrophysical Journal Letters.

لقد أدركوا أن مصدر الإشارة لم يكن شذوذًا مجريًا بعيدًا، بل شيئًا قريبًا، عندما رأوا أن الصورة التي عرضها التلسكوب وهي تمثيل بياني للبيانات كانت ضبابية.

Loading image...

قال جيمس: "السبب الذي جعلنا نحصل على هذه الصورة غير الواضحة هو أن المصدر كان في المجال القريب من الهوائي على بعد عشرات الآلاف من الكيلومترات". "عندما يكون لديك مصدر قريب من الهوائي، فإنه يصل متأخرًا قليلاً على الهوائيات الخارجية، ويولد جبهة موجية منحنية، على عكس الجبهة المسطحة عندما يكون بعيدًا جدًا."

تسبب عدم التطابق هذا في البيانات بين الهوائيات المختلفة في حدوث الضبابية، ولإزالة هذا التباين في البيانات، قام الباحثون بإزالة الإشارة القادمة من الهوائيات الخارجية لتفضيل الجزء الداخلي فقط من التلسكوب، والذي ينتشر على مساحة 2.3 ميل مربع تقريباً في المناطق النائية الأسترالية.

"عندما اكتشفناها لأول مرة، بدت ضعيفة إلى حد ما. ولكن عندما قمنا بالتكبير، أصبح أكثر إشراقاً وأكثر سطوعاً. يبلغ طول الإشارة بأكملها حوالي 30 نانو ثانية، أو 30 جزءًا من مليار جزء من الثانية، لكن الجزء الرئيسي منها يبلغ حوالي ثلاثة نانو ثانية فقط، وهذا في الواقع في حدود ما يمكن لأجهزتنا رؤيته". "كانت الإشارة أكثر سطوعًا بحوالي 2000 أو 3000 مرة من جميع البيانات الراديوية الأخرى التي يرصدها جهازنا كانت الإشارة إلى حد بعيد ألمع شيء في السماء، بمعامل الآلاف." قال.

لدى الباحثين فكرتين حول ما يمكن أن يكون قد تسبب في مثل هذه الشرارة القوية. قال جيمس إن السبب الرئيسي هو على الأرجح تراكم الكهرباء الساكنة على الجلد المعدني للقمر الصناعي، والتي تم إطلاقها فجأة.

وقال: "تبدأ بتراكم الإلكترونات على سطح المركبة الفضائية. تبدأ المركبة الفضائية في الشحن بسبب تراكم الإلكترونات. وتستمر في الشحن حتى تتراكم الشحنة بما يكفي التي تؤدي إلى حدوث ماس كهربائي لبعض مكونات المركبة الفضائية، وتحصل على شرارة مفاجئة". "الأمر مشابه تماماً لما يحدث عندما تفرك قدميك على السجادة ثم تشعل صديقك بإصبعك."

والسبب الأقل احتمالاً هو اصطدام نيزك دقيق، وهو صخرة فضائية لا يزيد حجمها عن 1 ملليمتر (0.039 بوصة): قال جيمس: "إن اصطدام نيزك دقيق بمركبة فضائية أثناء تحركها بسرعة 20 كيلومتراً في الثانية أو أعلى سيحول الحطام الناتج عن الاصطدام إلى بلازما وهو غاز كثيف وساخن بشكل لا يصدق". "ويمكن لهذه البلازما أن تنبعث منها دفعة قصيرة من موجات الراديو."

ومع ذلك، يجب أن تكون هناك ظروف صارمة لكي يحدث هذا التفاعل النيزكي الدقيق، مما يشير إلى أن هناك فرصة أقل في أن يكون هو السبب، وفقًا للبحث. قال جيمس: "نحن نعلم أن التفريغات (الكهروستاتيكية) يمكن أن تكون شائعة جدًا في الواقع". "فيما يتعلق بالبشر، فهي ليست خطيرة على الإطلاق. ومع ذلك، فإنها بالتأكيد يمكن أن تلحق الضرر بالمركبة الفضائية."

Loading image...

خطر الالتباس

ونظراً لصعوبة رصد هذه التفريغات، يعتقد جيمس أن حدث الإشارات الراديوية يُظهر أن عمليات الرصد الراديوية الأرضية يمكن أن تكشف عن "أشياء غريبة تحدث للأقمار الصناعية" وأن الباحثين يمكنهم استخدام جهاز أرخص بكثير وأسهل في البناء للبحث عن أحداث مماثلة، بدلاً من التلسكوب المترامي الأطراف الذي استخدموه. كما تكهن أيضاً أنه نظراً لأن Relay 2 كان قمراً صناعياً قديماً، فقد تكون المواد المصنوع منها أكثر عرضة لتراكم الشحنات الساكنة من الأقمار الصناعية الحديثة، التي تم تصميمها مع أخذ هذه المشكلة في الاعتبار.

لكن الإدراك بأن الأقمار الصناعية يمكن أن تتداخل مع عمليات الرصد المجري يمثل تحدياً أيضاً ويضاف إلى قائمة التهديدات التي تشكلها الخردة الفضائية. فمنذ فجر عصر الفضاء، وصل ما يقرب من 22000 قمر صناعي إلى المدار، ولا يزال أكثر من نصفها بقليل يعمل. وعلى مرّ العقود، اصطدمت الأقمار الاصطناعية المعطلة مئات المرات، مما أدى إلى تكوين حقل كثيف من الحطام وتناسل ملايين الشظايا الصغيرة التي تدور في المدار بسرعة تصل إلى 18000 ميل في الساعة.

قال جيمس: "نحن نحاول أن نرى في الأساس رشقات نارية نانوثانية من الأشياء القادمة إلينا من الكون، وإذا كانت الأقمار الصناعية قادرة على إنتاج ذلك أيضاً، فعلينا أن نكون حذرين جداً"، في إشارة إلى إمكانية الخلط بين رشقات الأقمار الصناعية والأجسام الفلكية. "مع ارتفاع عدد الأقمار الصناعية أكثر فأكثر، سيجعل هذا النوع من التجارب أكثر صعوبة."

ووفقاً لجيمس وفريقه فإن تحليل هذا الحدث "شامل ومعقول"، وفقاً لجيمس كوردس، أستاذ علم الفلك في جامعة كورنيل جورج فيلدشتاين، الذي لم يشارك في الدراسة. وكتب في رسالة بالبريد الإلكتروني: "بالنظر إلى أن ظاهرة التفريغ الكهروستاتيكي معروفة منذ فترة طويلة، أعتقد أن تفسيرهم على الأرجح صحيح. ولست متأكداً من أن فكرة النيزك الصغير، التي طُرحت في الورقة البحثية كبديل، هي فكرة متناقضة. فالفكرة الأخيرة يمكن أن تؤدي إلى الأولى".

ويوافق رالف سبنسر، الأستاذ الفخري لعلم الفلك الراديوي في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة، والذي لم يشارك أيضاً في العمل، على أن الآلية المقترحة ممكنة، مشيراً إلى أنه تم رصد تفريغ شرارات من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي من قبل.

وأشار كل من كوردس وسبنسر إلى أن الدراسة توضح كيف يجب على علماء الفلك أن يحرصوا على عدم الخلط بين الانفجارات الراديوية من مصادر فيزيائية فلكية وبين التفريغات الكهروستاتيكية أو انفجارات النيازك الدقيقة.

وأضاف سبنسر في رسالة بالبريد الإلكتروني: "تُظهر النتائج أن مثل هذه النبضات الضيقة القادمة من الفضاء قد تكون أكثر شيوعاً مما كان يُعتقد سابقاً، وأن هناك حاجة إلى تحليل دقيق لإظهار أن الإشعاع يأتي من النجوم والأجسام الفلكية الأخرى وليس من أجسام من صنع الإنسان قريبة من الأرض".

"ستتمكن التجارب الجديدة التي يجري تطويرها الآن، مثل مصفوفة الكيلومتر المربع ذات التردد المنخفض (SKA-Low التي يجري بناؤها في أستراليا، من إلقاء الضوء على هذا التأثير الجديد."