قامت المركبة الفضائية Dawn التابعة لناسا بتزويد العلماء بمشاهد نادرة وقريبة للكوكب القزم سيريس ، الذي يقع في حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ والمشتري. بحلول الوقت الذي انتهت فيه المهمة في أكتوبر 2018 ، اقتربت هذه المركبة الفضائية لمسافة أقل من 22 ميلاً (35 كيلومترًا) فوق سطح هذا الكوكب القزم ، الأمر الذي بدوره أدّى إلى اكتشاف تفاصيل واضحة عن المناطق المتوهجة الغامضة التي اشتهر بها كوكب سيريس.
وتوصل العلماء إلى أن تلك المناطق المضيئة كانت عبارة عن رواسب تتكون في الغالب من كربونات الصوديوم – وهو مركب من الصوديوم والكربون والأكسجين. ومن المحتمل أنها نتجت عن سائل تسرب إلى السطح وتبخر ، تاركًا وراءه قشرة ملحية عاكسة للغاية لكن ما لم يتم معرفته بعد من أين أتى هذا السائل.
من خلال تحليل البيانات التي تم جمعها باقتراب نهاية المهمة ، استنتج علماء مركبة Dawn أن السائل جاء من خزان عميق من محلول ملحي ، أو ماء غني بالملح. من خلال دراسة جاذبية سيريس تمكن العلماء من الحصول على المزيد من العلومات عن الهيكل الداخلي للكوكب القزم وتمكنوا من حصر معلوماتهم بأن خزان المحلول الملحي يبلغ عمقه حوالي 25 ميلاً (40 كيلومترًا) وعرضه مئات الأميال.
لا يتأثر كوكب سيريس بالتسخين الداخلي الناتج عن تفاعلات الجاذبية مع كوكب كبير ، كما هو الحال بالنسبة لبعض الأقمار الجليدية في النظام الشمسي الخارجي. لكن البحث الجديد ، الذي يركز على فوهة أوكاتور التي يبلغ عرضها 57 ميلاً (92 كيلومترًا) -والتي تعد موطنًا لأكثر المناطق المضيئة – يؤكد أن سيريس عالم غني بالمياه مثل تلك الأجرام الجليدية الأخرى.
تُظهر النتائج التي كشفت أيضًا عن مدى النشاط الجيولوجي في فوهة أوكاتور ، في مجموعة خاصة من الأوراق البحثية التي نشرتها Nature Astronomy و Nature Geoscience و Nature Communications في 10 أغسطس.
حيث قال مدير البعثة من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا: “أنجزت مركبة Dawn أكثر بكثير مما كنا نتوقعه منذ بداية رحلتها الاستكشافية غير العادية خارج كوكب الأرض”. وتُعتبر هذه الاكتشافات الجديدة والمثيرة القادمة من نهاية مهمتها الطويلة والمثمرة هي تكريم رائع لهذه المركبة الاستكشافية الرائعة المتجولة بين الكواكب.
NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
السر وراء الضوء اللامع:
قبل وقت طويل من وصول مركبة Dawn إلى كوكب سيريس في عام 2015 ، لاحظ العلماء باستخدام التلسكوبات مناطق مضيئة منتشرة، لكن طبيعتها كانت غير معروفة إلا أن مركبة Dawn التقطت صورًا لمنطقتين متميزتين عاكستين للغاية داخل فوهة أوكاتور من مدارها القريب ، والتي سُميت لاحقًا باسم Cerealia Facula و Vinalia Faculae. ( والتي تعني المناطق المضيئة.)
يدرك العلماء أن النيازك الدقيقة كثيرا ما تقذف سطح سيريس وتتسبب في خشونته وتترك الحطام على سطحه لذا بمرور الوقت من المفترض أن يؤدي هذا النوع من الظواهر إلى تعتيم هذه المناطق الساطعة. لذا من المحتمل أن يكون هذا السطوع حديثًا .
كان التركيز الرئيسي لمهمة Dawn النهائية الممتدة من 2017 إلى 2018 هو فهم مصدر المناطق المضيئة وكيف يمكن أن مدى حداثة المواد الموجودة فيها.
لم يؤكد البحث فقط أن المناطق المشرقة صغيرة – يبلغ عمر بعضها أقل من مليوني عام- ؛ بل وجد أيضًا أن النشاط الجيولوجي الذي يقود هذه الرواسب من الممكن أن يكون مستمرًا. واعتمد هذا الاستنتاج على قيام العلماء باكتشاف مفتاحي وهو تركيز مركبات الملح (كلوريد الصوديوم المرتبط كيميائيًا بالماء وكلوريد الأمونيوم) في فوهة Cerealia Facula.
ومن الجدير ذكره أن الأملاح التي تحمل الماء بسرعة خلال مئات السنين تجف على سطح كوكب سيريس. لكن الاستنتاجات القادمة من مركبة Dawn تُظهر أنه لا يزال هناك ماء، لذلك يجب أن تكون السوائل قد وصلت إلى السطح مؤخرًا.وهذا يدل على وجود سائل أسفل منطقة فوهة أوكاتور ووجود نقل للمواد بصورة مستمرة من الأعماق إلى السطح.
وجد العلماء مسارين رئيسيين يسمحان للسوائل بالوصول إلى السطح. قالت كارول ريمون ، المحققة الرئيسية في Dawn: “بما يتعلق بالرواسب الكبيرة في Cerealia Facula ، تم ظهور الجزء الأكبر من الأملاح التي ذابت بفعل الحرارة الناجمة عن الاصطدام الذي شكّل الحفرة من منطقة طينية أسفل السطح منذ حوالي 20 مليون سنة”. “هدأت حرارة الاصطدام بعد بضعة ملايين من السنين ؛ ومع ذلك ، تسبب الاصطدام أيضًا في حدوث تصدعات كبيرة يمكن أن تصل إلى خزان عميق طويل العمر يسمح بدوره للمحلول الملحي بالاستمرار في التسرب إلى السطح.”
نشاط جيولوجي حديث وغير عادي:
في نظامنا الشمسي ، يحدث النشاط الجيولوجي الجليدي بشكل أساسي على الأقمار الجليدية بحيث يكون مدفوعًا بتفاعلات الجاذبية مع كواكبها. لكن هذا ليس هو الحال مع حركة المحلول الملحي على سطح كوكب سيريس ، مما يشير إلى أن الأجرام الكبيرة الأخرى الغنية بالجليد والتي ليست أقمارًا يمكن أن تكون نشطة أيضًا.
تأتي بعض الأدلة على وجود سوائل حديثة في فوهة أوكاتور من الرواسب اللامعة ، لكن هناك أدلة أخرى عبارة عن مجموعة متنوعة من التلال المخروطية الملفتة التي تذكرنا ب pingo الأرض -وهي عبارة عن جبال جليدية صغيرة في المناطق القطبية تكونت من المياه الجوفية المضغوطة المجمدة-. تم رصد مثل هذه السمات أيضًا على سطح المريخ ، لكن اكتشافها على كوكب سيريس يمثل المرة الأولى التي تُرصد فيها على كوكب قزم.
وفي نطاق أوسع ، كان العلماء قادرين على رسم خريطة لكثافة بنية قشرة سيريس كدلالة على العمق – لأول مرة لجسم كوكبي غني بالجليد- . باستخدام قياسات الجاذبية ، وجدوا أن كثافة القشرة لكوكب سيريس تزداد بشكل كبير مع العمق ، وهو ما يتجاوز بكثير التأثير البسيط للضغط. وعلى إثر ذلك استنتج الباحثون أنه في نفس الوقت الذي يتجمد فيه خزان سيريس ، يندمج الملح والطين في الجزء السفلي من القشرة.
Dawn هي المركبة الفضائية الوحيدة على الإطلاق التي تدور حول وجهتين خارج الأرض – كوكب سيريس والكويكب العملاق فيستا – بفضل نظام الدفع الأيوني الفعال فيها.
عندما استخدمت مركبة Dawn آخر وقود رئيسي ، الهيدرازين ، لنظام يتحكم في اتجاهها ، لم تكن قادرة على بعث إشارة إلى الأرض للاتصالات ولا توجيه مصفوفاتها الشمسية نحو الشمس لإنتاج الطاقة الكهربائية.
ونظرًا لوجود مواد عضوية على سطح سيريس ووجود سائل تحت سطحه ، فإن قواعد حماية الكواكب تتطلب وضع مركبة Dawn في مدار طويل الأمد يمنعها من الاصطدام بالكوكب القزم لعقود.
يدير مختبر الدفع النفاث ، وهو قسم من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا ، مهمة Dawn لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا في واشنطن. Dawn هي أحد مشاريع برنامج Discovery التابع للمديرية ، الذي يديره مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هنتسفيل ، ألاباما. مختبر الدفع النفاث هو المسؤول عن علوم مهمة Dawn الشاملة.
قامت شركة نورثروب غرومان في دالاس بولاية فيرجينيا بتصميم وبناء المركبة الفضائية.
كما يعد مركز الفضاء الألماني ومعهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي ووكالة الفضاء الإيطالية والمعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية شركاء دوليين في فريق البعثة.
