يمكن للمذنب 3I/ATLAS أن يمطر قريبًا مسبار المشتري التابع لناسا بالجسيمات المشحونة.

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

قد تتعرض المركبة الفضائية أوروبا كليبر قريبًا لضربات جسيمات مشحونة، وهي جسيمات ممزقة من الذيل الأيوني المتدفق من المذنب البينجمي 3I/ATLAS.

هذا هو التنبؤ الجديد من باحثين أوروبيين يسمح لهم رمز الكمبيوتر الخاص بهم بتحديد متى يمكن للمركبة الفضائية أن تتماشى مع المذنبذيل و شمس. هذا الحدث غير ضار تمامًا بالمركبة الفضائية، ويوفر محاذاة نادرة ومصادفة – وفرصة فريدة لأخذ عينات مباشرة من مذنب من خارج منطقتنا من الكون.

“ليس لدينا أي بيانات تقريبًا عن المناطق الداخلية للمذنبات بين النجوم والأرض نجم وقال صموئيل جرانت من المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية، الذي قاد البحث، لموقع Space.com: “إن أخذ عينات من الذيل بهذه الطريقة هو أقرب ما يمكن أن نصل إليه حاليًا لعينة مباشرة من مثل هذا الجسم، وبالتالي جزء مختلف من الجسم”. galaxy“.

على الرغم من هذه الفرصة الهائلة، هناك عدد من الأشياء التي يمكن أن تعمل ضدها أوروبا كليبر الكشف عن الجسيمات المشحونة من 3I/ATLAS. على سبيل المثال، يستمر إغلاق الحكومة الأمريكية. هذه مشكلة لأن Europe Clipper حاليًا في وضع الرحلة بينما تواصل رحلتها إلى كوكب المشتري ولا يتم تفعيل جميع أدواته. ستحدث المحاذاة بين يوروبا كليبر والمذنب والشمس في الفترة ما بين 30 أكتوبر و6 نوفمبر، وإذا لم يتم حل عملية التوقف بحلول ذلك الوقت، فمن غير الواضح ما إذا كان بإمكان العلماء إيقاظ يوروبا كليبر لإجراء القياسات حتى لو أرادوا ذلك.

ومع ذلك، إذا أمكن إجراء القياسات، فإنها ستوفر نظرة ثاقبة حول تكوين المذنب بين النجوم، مما يسمح بإجراء مقارنات مع المذنبات من كوكبنا. النظام الشمسي.

تشريح المذنب

تمتلك المذنبات ذيلين يتكونان من جزيئات وغبار مرفوع من سطح المذنب، أو منبعث من الغازات بسبب ارتفاع درجات الحرارة على المذنب عند اقترابه من الشمس. تتسبب الحرارة في تمدد جيوب الغاز الموجودة أسفل السطح مباشرة وانفجارها.

والذيل الغباري للمذنب هو الأبرز ويتبع مسار المذنب. لا توجد مركبة فضائية حاليًا في وضع يسمح لها بالتحليق عبرها 3I/أطلس’ ذيل الغبار وعينة منه.

لكن الذيل الأيوني مسألة أخرى.

وقال جرانت: “نحن ندرس أجسام المذنبات لأنها تعمل ككبسولات زمنية، حيث تحفظ المواد التي تشكلت قبل مليارات السنين”. “يتم إخراج هذه المادة عند الاقتراب من الشمس، ويتم نقل جزء منها بعيدا عن الشمس بواسطة الرياح الشمسية لتشكيل الذيل الأيوني.”

لأنه يقودها الرياح الشمسيةالتي تشع من الشمس، فإن الذيل الأيوني يشير دائمًا بعيدًا عن الشمس.

بين 30 أكتوبر و6 نوفمبر، سيكون يوروبا كليبر في وضع يسمح له باستقبال بعض تلك الأيونات التي تنقلها الرياح الشمسية نحو المركبة الفضائية بسرعة عدة مئات من الأميال في الثانية.

جنبًا إلى جنب مع جرانت، تمكن جيرانت جونز – من وكالة الفضاء الأوروبية والباحث الرئيسي في مهمة Comet Interceptor – من التنبؤ بعبور الذيل الأيوني بفضل برنامج Tailcatcher، وهو عبارة عن كود كمبيوتر يمكنه تتبع تحركات حزم مواد الرياح الشمسية.

“نحن نستخدم السرعة المقاسة بـ [a packet’s] وقال جرانت: “الوصول لتتبع المسار الذي سلكه للسفر من الشمس إلى المركبة الفضائية، ويمكننا مقارنة هذا المسار بموقع المذنب”.

وتشير حساباتهم إلى أن يوروبا كليبر يمكنه اعتراض بعض حزم الرياح الشمسية التي اقتربت بدرجة كافية من المذنب لسرقة بعض الأيونات الموجودة في ذيله الأيوني.

تحمل الرياح الشمسية أيونات خاصة بها من الشمس، فكيف يمكن للعلماء التمييز بين أيونات الرياح الشمسية والأيونات المسروقة من المذنب؟

“يمكن تمييز أيونات المذنبات بعدة طرق، معظمها ببساطة عن طريق الوفرة الكيميائية – تحتوي أيونات المذنبات على كميات كبيرة من الأنواع الأثقل، وخاصة أيونات المجموعة المائية، مقارنة بأيونات المذنبات. بروتون وقال جرانت: “والرياح الشمسية التي يهيمن عليها الهيليوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية تحميل كتلة إضافية في الرياح الشمسية تسبب تباطؤًا عامًا وانحرافًا لتدفق الرياح الشمسية المحيطة”.

احتمال هطول الجسيمات

يعتمد الاكتشاف الناجح أيضًا على الخصائص المتأصلة في الرياح الشمسية. أولاً، يجب أن تتدفق الرياح الشمسية في الاتجاه الصحيح؛ على الرغم من أنه يتدفق دائمًا من الشمس، إلا أنه ليس دائمًا شعاعيًا تمامًا، وفي بعض الأحيان يمكن أن يتدفق بزاوية، وفي هذه الحالة قد يخطئ أوروبا كليبر.

يجب أيضًا أن تكون الرياح قوية بما يكفي في الوقت المناسب لتتمكن من حمل الأيونات الأثقل على طول الطريق إلى أوروبا كليبر. سيكون المذنب في الحضيض الشمسي – أقرب نقطة له من الشمس – في 29 أكتوبر، حيث سيكون على مسافة 126 مليون ميل (200 مليون كيلومتر)، داخل مدار المريخ. وفي الوقت نفسه، يقع يوروبا كليبر حاليًا على بعد أكثر من 186 مليون ميل (300 مليون كيلومتر) من الشمس بعد أن أجرى عملية التحليق فوق المريخ في وقت سابق من هذا العام.

على الجانب الإيجابي، مع اقتراب 3I/ATLAS من الشمس، سيستمر النشاط على المذنب في التزايد. إذا استمر هذا الاتجاه، عند الحضيض الشمسي، سيكون الذيل الأيوني في أوسع نطاقه، مما يزيد من فرص قدرة يوروبا كليبر على اكتشاف بعض أيوناته.

المركبة الفضائية هيرا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، في طريقها إلى نظام الكويكبات المزدوجة ديديموس سيكون مسبار هيرا وديمورفوس أيضًا في وضع يسمح لهم باعتراض حزم الرياح الشمسية التي تحمل أيونات المذنبات في الفترة ما بين 25 أكتوبر و1 نوفمبر. ومع ذلك، لا يمتلك هيرا أدوات لقياس الجسيمات المشحونة والمجال المغناطيسي للرياح الشمسية. تقوم أوروبا كليبر بذلك، حيث أن جزءًا من مهمتها هو دراسة البيئة المغناطيسية والإشعاعية لكوكب المشتري وتأثيرها عليه أوروبا.

ومع ذلك، لا جرانت ولا جونز عضوان في فريق أوروبا كليبر، وبالتالي ليس لهما رأي في كيفية أو ما إذا كان الفريق يقوم بإجراء القياسات.

ولكن حتى لو فشل يوروبا كليبر هذه المرة، فقد تم استخدام Tailcatcher للتنبؤ بنجاح بعبور الذيل الأيوني من قبل، كما هو الحال عندما قامت وكالة الفضاء الأوروبية المدار الشمسي اكتشفت المركبة الفضائية أيونات من المذنب C/2019 Y4 في عام 2020. ويعني تاريخها الحافل بالتنبؤات الناجحة أنها ستكون بلا شك قادرة على تحديد معابر الذيل في المستقبل، وربما حتى بالنسبة للمذنب البينجمي التالي، كلما حدث ذلك.

وفي الواقع، فإن إمكانية عبور الذيل تضيف بعدًا إضافيًا لدراسة المذنبات. في عام 2029، ستطلق وكالة الفضاء الأوروبية مهمة Comet Interceptor، والتي ستبقى في الفضاء حتى يحدد العلماء مذنبًا يستحق أن تزوره المركبة الفضائية. المذنبات بين النجوم تحتل مكانة عالية في القائمة.

قال غرانت، وهو ليس عضواً في فريق إنترسيبتور: “الهدف الأساسي لمركبة Comet Interceptor هو التحليق بالقرب بما يكفي من مذنب بين النجوم أو مذنب طويل الأمد لأخذ عينة مباشرة من الذؤابة ورأس الذيل”. “ستكون فرصة رائعة إذا تمكنت مركبة فضائية أخرى من عبور الذيل في وقت مماثل.”

تم ذكر تنبؤات جرانت وجونز بعبور الذيل الأيوني في طبعة مسبقة تم نشرها على موقع arxiv مستودع ورق ما قبل الطباعة.