عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
تم تصوير العملاق الجليدي أورانوس وهو يتألق في ظلام الفضاء. ويتميز سطحه الأزرق بسحب أخف وشريط استوائي، بينما تحوم سحابة شاحبة كبيرة فوق منطقته القطبية. | مصدر الصورة: NASA وESA وA. Simon (مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا)، وM. Wong وA. Hsu (جامعة كاليفورنيا، بيركلي)
تم نشر هذه المقالة أصلا في إيوس. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.
يحتوي الكوكب الغريب في النظام الشمسي على بعض الأقمار الغريبة أيضًا. أول أطياف الأشعة تحت الحمراء لأقمار أورانوس الداخلية الصغيرة، والتي ستكون قدم في 18 ديسمبر في الاجتماع السنوي للاتحاد الأفريقي لكرة القدم لعام 2025 في نيو أورليانز، أظهرت أن أسطحها أكثر احمرارًا وأكثر قتامة بكثير، وأكثر فقرًا بالمياه من الأقمار الأكبر حجمًا التي تدور بعيدًا عن الكوكب.
وقال: “كنا نحاول أن نرى كيف تختلف هذه الخصائص عبر الحلقات والأقمار”. مات هيدمان، عالم الكواكب في جامعة أيداهو في موسكو ومؤلف مشارك في البحث. “لم يكن لدينا الكثير من المعلومات حول أطيافهم من قبل لأنه من الصعب مراقبتها.”
وكشفت الملاحظات الجديدة أيضًا أن بعض الأقمار لم تكن في المكان الذي ينبغي أن تكون فيه، مما يسلط الضوء على مقدار ما يتعين على علماء الفلك أن يتعلموه عن ديناميكيات نظام أورانوس.
صغيرة، داكنة، وحمراء
في عام 1986، فوييجر 2 طار الماضي أورانوس في زيارة الإنسانية الوحيدة للنظام. في ذلك الوقت، لم يكن علماء الفلك يعرفون سوى الأقمار الخمسة الرئيسية للكوكب وحفنة من الحلقات. اكتشفت فوييجر 2 11 قمرًا آخر وتمكنت من قياس أحجامها تقريبًا. ومنذ ذلك الحين، استخدم العلماء التلسكوبات الأرضية والفضائية لاكتشاف أكثر من عشرة أقمار صناعية إضافية، مما جلب المزيد من الأقمار الصناعية قمر اورانوس المجموع إلى 29.
العديد من الأقمار المكتشفة حديثًا صغيرة جدًا، من سيكوراكس على مسافة 150 كيلومترًا عبر ماب وكوبيد على بعد 10 كيلومترات فقط. وتدور معظمها أيضًا داخل أو خارج النظام الحلقي لأورانوس، بالقرب من الكوكب الأكثر سطوعًا.
كل هذه الخصائص جعلت من الصعب على علماء الفلك معرفة المزيد عن أصغر أقمار أورانوس. هذا هو المكان الذي قوة الأشعة تحت الحمراء تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) يأتي.
أورانوس في الصورة مع عدد قليل من أقماره. | ائتمان: كريس فوغان / ليلة مرصعة بالنجوم
وأوضح هيدمان: “جزء مما يجعل تلسكوب جيمس ويب الفضائي جيدًا بشكل خاص لهذا مقارنة، على سبيل المثال، بتلسكوب هابل وغيره من التلسكوبات البصرية، هو أن أورانوس في الأشعة تحت الحمراء أكثر خفوتًا بكثير، لذا يمكنك رؤية الأشياء التي تدور حوله بسهولة أكبر”. علاوة على ذلك، فإن جميع السمات الطيفية التي كان الفريق مهتمًا بها، مثل الجليد المائي، تحدث عند أطوال موجية يمكن لـ JWST ملاحظتها.
الباحثون لاحظ أورانوس في عدة أطوال موجية للأشعة تحت الحمراء في فبراير وألقيت نظرة عميقة على الأجزاء الداخلية من النظام الكوكبي. لقد أرادوا توصيف الأقمار الصغيرة المعروفة والبحث عن أقمار جديدة. لقد اكتشفوا قمرًا غير معروف سابقًا، تم تسميته مؤقتًا إس/2025 يو1، يدور خارج حلقة إبسيلون مباشرةً.
قدمت هذه الملاحظات أيضًا المعلومات الأولى عن سطوع الأشعة تحت الحمراء لأصغر الأقمار، والتي ظل الكثير منها بعيد المنال منذ تحليق فوييجر.
وقال هيدمان: “معظم الحلقات والأقمار الداخلية تظهر خصائص متشابهة للغاية”. تميل إلى أن تكون أكثر احمرارًا وأغمق وأكثر افتقارًا للمياه مقارنةً بالأقمار الخارجية الأكبر حجمًا ميراندا، أرييل، أومبريل، تيتانيا، و أوبيرون.
“وبعد ذلك هناك ماب,” وأضاف هيدمان.
وقال إن الأطياف الجديدة تظهر أن سطح ماب أكثر زرقة وأكثر ثراء بالمياه من الأقمار الداخلية الأخرى جاكوب هيرمان، طالب دراسات عليا في الفيزياء بجامعة أيداهو والمؤلف الرئيسي للبحث. في الواقع، يبدو طيف سطحه مشابهًا جدًا لسطح ميراندا، وهو القمر الرئيسي الذي يدور بالقرب من الحلقات وإلى ماب. ميراندا بانوراما يشير السطح إلى تاريخ فوضوي.
هل التقى القمران ببعضهما البعض في وقت ما خلال ماضي أورانوس الفوضوي؟ هل يمكن أن يكون هذا اللقاء مرتبطًا بحلقة مو على أورانوس، والتي من المحتمل أن تكون ناتجة عن انسلاخ المواد من كوكب ماب؟ يأمل هيدمان أن تكون الملاحظات المستقبلية أو أ مهمة طويلة الأمد إلى أورانوس سوف توفر تلك الإجابات.
وقال “هذه القياسات الجديدة توسع معرفتنا الحالية بشكل كبير، وتكشف، على سبيل المثال، عن اختلافات مذهلة في تكوين وانعكاس أسطح الأقمار مثل ماب، كيوبيد، وبيرديتا”. جاديلين كزافييه، عالم فيزياء فلكية بجامعة ولاية ساو باولو في جواراتينجويتا بالبرازيل، ولم يشارك في هذا البحث.
وقال كزافييه: “لا يزال هناك الكثير مما يجب اكتشافه حول أقمار أورانوس الداخلية الصغيرة، خاصة فيما يتعلق بأصلها وتكوينها واستقرارها المداري على المدى الطويل”. “ستكون البيانات الأكثر دقة حول كثافتها وشكلها ثلاثي الأبعاد وخصائص سطحها ضرورية لتحديد ما إذا كانت هذه الأقمار عبارة عن شظايا ناتجة عن الاصطدامات أو الأجسام التي تم التقاطها أو بقايا بدائية مرتبطة بتكوين نظام حلقات أورانوس.”
فقط قليلا قبالة
نظرًا لأن فوييجر 2 أمضت وقتًا قصيرًا فقط في زيارة أورانوس، فقد تمكنت من تقديم معلومات محدودة فقط حول الفترات والمسافات المدارية للأقمار الصغيرة، مع وجود قدر كبير من عدم اليقين في بعض الأحيان. عندما قارن الباحثون المواقع الحالية للأقمار مع المواقع التي تنبأت بها بيانات فوييجر 2، لم تكن بعض الأقمار في المكان الذي كان ينبغي أن تكون فيه.
قال هيرمان: “كانت بيرديتا بعيدة بعض الشيء”. “وهناك أيضًا كيوبيد، وهو ما كان مفاجئًا.” كما كانت مواقع كورديليا وأوفيليا وكريسيدا وديسديمونا متوقفة أيضًا، ولكن ليس كثيرًا. لا يزال الفريق يحاول معرفة ما إذا كانت الاختلافات هي مجرد مسألة الحصول على ملاحظات أكثر دقة لهذه الأجسام الصغيرة أو ما إذا كانت هناك ديناميكيات غير معروفة في اللعب.
وقال “هذه الملاحظات الجديدة مفيدة للغاية لتحسين فهمنا لنظام أورانوس الداخلي، وخاصة ديناميكياته المدارية”. ماتيا كوك، الذي يبحث في ديناميكيات النظام الشمسي في معهد سيتي في ماونتن فيو، كاليفورنيا.
وأشار تشوك، الذي لم يشارك في هذا البحث، إلى أن حلقة إبسيلون لأورانوس كورديليا وأوفيليا، وكريسيدا وديسديمونا جزء من مجموعة من الأقمار ذات مدارات فوضوية، ومن المعروف أن بيرديتا تتفاعل مع قمر آخر، بليندا. “لذا فإن حقيقة أن هذه [five] وقال تشوك: “إن عدم وجود الأقمار في مواقعها المتوقعة أمر مهم لفهم النظام، لكنني لن أقول إنه غير متوقع”.
هذه الملاحظات تشير إلى عددهم أسرار أورانوس لا تزال مختبئة.
قال تشوك: “بالنسبة لعالم ديناميكي مثلي، فإن معرفة الكتل الدقيقة لهذه الأقمار ستكون أمرًا مثاليًا، لأنه بعد ذلك يمكننا التنبؤ بتفاعلاتها المستقبلية وأيضًا تقدير مدى استقرارها على فترات زمنية طويلة ببعض الثقة”.
يخطط هيدمان وفريقهم لمراقبة النظام الأوراني مرة أخرى مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي، نبحث في الصور الأرشيفية والتقنية، ونأمل في إنشاء مراقبة طويلة المدى لفهم ديناميكيات الأقمار بشكل أفضل وربما تقدير كتلتها. ويعتمد الباحثون أيضًا على زملائهم الذين يقومون بمحاكاة مدارات الكواكب لفهم كيفية تأثير أقمار أورانوس وحلقاته على بعضها البعض بشكل أفضل.
وقال هيرمان “إنه نظام ديناميكي ومترابط للغاية”.