كشف الغاز من أعماق أورانوس عن جوهره الجليدي

إذا حكمنا من خلال تكوين الغلاف الجوي لأورانوس، فإن هناك جليدًا في أعماقه أكثر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. ومن الممكن أن يضع هذا الاكتشاف حدا للنزاع الطويل الأمد حول تكوين كوكبين عملاقين متجاورين.

العمالقة الجليدية مثل أورانوس ونبتون محاطة بأغلفة غازية كثيفة، مما يجعل من الصعب جدًا دراسة بنيتها الداخلية وتاريخ نشأتها. ومع ذلك، يمكن للعلماء تحليل الغازات الموجودة في أغلفتهم الجوية، ومن ثم، باستخدام النماذج، ربط تلك البيانات بالعمليات الأساسية والتركيب العنصري للنواة.

غالبًا ما يكون وجود أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب علامة على أن طبقاته العميقة غنية بالمياه أو الجليد. من المعروف منذ فترة طويلة أن نبتون يحتوي على كميات وفيرة من ثاني أكسيد الكربون، ولكن لم يتم ملاحظة مثل هذه المؤشرات بالنسبة لأورانوس. أعطى هذا سببًا لافتراض أنه يمكن أن يكون مصنوعًا من الحجر بالداخل – والذي، وفقًا لذلك، سيشير إلى مسار مختلف تمامًا لتكوين الكوكب عن مسار نبتون.

درس علماء الكواكب بعناية البيانات الواردة من تلسكوب ALMA وسجلوا لأول مرة أول أكسيد الكربون في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي لأورانوس. لقد أرسلوا مقالًا عن الاكتشاف إلى قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية، ولكن في الوقت الحالي يمكن العثور عليه على خادم ما قبل الطباعة arXiv.

يقول عالم الكواكب تيبو كافالير من مرصد الفيزياء الفلكية في بوردو، الذي قاد الدراسة: “تظهر نتائجنا أن أورانوس لا يزال أقرب إلى عمالقة الجليد منه إلى عمالقة الصخور. نعتقد أن هذا النزاع يمكن اعتباره مغلقا. بالطبع، مثل هذه التصريحات تتطلب الحذر، لأن الكثير يعتمد على النماذج المستخدمة، ولكن استنادا إلى مجمل البيانات، هذه هي الاستنتاجات”.

بعد تحليل ثلاث جلسات من ملاحظات أورانوس بواسطة التلسكوب الراديوي التشيلي في 2022-2024، توصل العلماء ولأول مرة، ثبت بشكل موثوق أن ثاني أكسيد الكربون موجود في طبقة التروبوسفير للكوكب بتركيزات تصل إلى 5.8 جزء في المليار.. تم تطبيق عدة نماذج بنسب مختلفة من الصخور إلى الجليد على البيانات في محاولة لإعادة إنتاج الكمية المقاسة من الغاز. ونتيجة لذلك، تبين أن سيناريوهات “الجليد” فقط هي التي تتوافق مع الواقع.

تم العثور على أول أكسيد الكربون أيضًا في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، ولكن من المحتمل أنه لا يرتبط بالعمليات الداخلية. ووفقا لكافالير، فمن المرجح أن تكون هذه بقايا مذنب اصطدم بالكوكب منذ عدة قرون.

تتحفظ عالمة الكواكب فانيسا راميريز جوميز من مرصد لايدن بشأن استنتاجات زملائه: “يتطلب تفسير التركيزات الجوية افتراضات حول التفاعلات الكيميائية وعمليات الخلط والبنية الداخلية للكوكب – وبالنسبة لأورانوس، كل هذا لا يزال موضع تساؤل”.

قد يكون هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من مجموعات مختلفة من الجليد والحجر التي تنتج أول أكسيد الكربون على السطح؛ من المستحيل تمامًا التحقق من كل شيء، هذا ما يؤكده الباحث.

واختتمت قائلة: “هذا الاكتشاف وحده لا يجيب على سؤال ما إذا كان أورانوس عملاقًا جليديًا أم عملاقًا صخريًا”.