يواصل الكويكب القريب من الأرض – بينو- الكشف عن أسراره لمهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا ، والتي كانت تدور حول صخرة الفضاء منذ ما يقرب العامين.
يكشف بحث جديد عن شقوق من مواد كربونية في صخور بينو، بالإضافة إلى علامات تدل على انتشار المعادن العضوية عبر سطحه هذا بالإضافة إلى أن تنوع التراكيب الصخرية على سطح الكويكب ، وجاذبيته، والبنية غير المتوازنة له بحيث يظهر على شكل الماس تشير إلى أن بينو تشكل بعد اصطدام كويكبين أصليين.
إجمالاً ، سيتم توفير النتائج الجديدة للعينات التي ستجمعها مركبة OSIRIS-REx من سطح بينو في 20 من الشهر الجاري، من المتوقع أن تعيد المركبة الفضائية هذه العينات إلى الأرض بحلول عام 2023 ، في حال سارت الأمور وفقًا للخطة ، ولن تقوم بالكشف عن نظرة ثاقبة فقط حول الكويكبات التي تمر بالقرب من كوكبنا ولكن أيضًا ستوفر لمحة عن العشرة ملايين سنة الأولى بعد تشكل الشمس.
أثناء تشكل الكواكب ، خلق النظام الشمسي المبكر أيضًا الكثير من الحطام الصغير الذي لن يصبح عالمًا بذاته أبدًا، تحتوي هذه البقايا على العديد من نفس الآثار الخاصة بكتل البناء الكوكبية ولكنها لم تدخل في المنتج النهائي.
انجرف العديد من هذه البقايا إلى حزام الكويكبات ، على الرغم من أن البعض تم دفعهم مرة أخرى نحو الأرض في وقت مبكر لنقل المياه على سطح الكوكب الجاف آنذاك.
“نظرًا لأن بينو انتقل من حزام الكويكبات الرئيسي إلى مدار عابر للأرض فإنه يعد مثال رئيسي للتعرف على طريقة وصول المواد إلى الأرض في بداياتها ،” آمي سيمون ، الباحثة في Goddard Flight التابعة لناسا مركز في ماريلاند.
وأضافت: “أن الأدلة المنتشرة على وجود الكربونات ، المواد العضوية والمعادن الرطبة على بينو تعزز الحجة القائلة بأن الكويكبات والمذنبات ربما تكون قد جلبت اللبنات الأساسية للحياة هنا إلى الأرض والكواكب الأخرى”.
صخور بينو:
على مدار العامين الماضيين ، جمعت OSIRIS-REx صورًا كافية لبينو لرسم خريطة لسطح الكويكب، توفر الاختلافات في اللون والبياض (السطوع) نظرة ثاقبة على “سطح” الكويكب ، بالإضافة إلى الكشف عن كيفية تغيره بمرور الوقت.
يعتبر بينو كويكبًا من كومة فتات اتحدت بقوة الجاذبية بعد أن اصطدم شيء بجسمه الأصلي. من خلال مقارنة الاختلافات في اللون والبياض في الصخور والحفر ، تمكن العلماء من الكشف أن الكويكب يتكون من مجموعتين متميزتين من الصخور.
وفقًا لدانييلا ديلاجيوستينا ، عالمة الكواكب في جامعة أريزونا ، فإن الفرضية الرئيسية لظهور هذه المجموعات المختلفة عن بعضها البعض هي أن الكويكب الأصلي احتوى على عدة مناطق منفصلة خضعت لعمليات جيولوجية مختلفة، عندما تجمّع بينو بعد الاصطدام الذي حطم ذلك الجسم ، قام بجمع المواد من اثنتين على الأقل من تلك المناطق.
اكتشف أوزيريس ريكس أيضًا العديد من الصخور الصغيرة ذات التركيبات المشابهة من نواح كثيرة لكويكب فيستا ، ثاني أكبر هيكل في حزام الكويكبات. على إثر ذلك قد توفر هذه الصخور نظرة ثاقبة على الجرم الذي حطم كويكب بينو الأم. وقال ديلاجيوستينا: “نعتقد أن هذه الصخور نشأت من جزء من فيستا الذي من الممكن أن يكون قد اصطدم بجسم بينو الأم “.
يتميز كويكب بينو أيضا بكمية مدهشة من المواد الغنية بالكربون، بما في ذلك الكربونات والمواد العضوية، الكربونات هي معادن غير عضوية ، بينما تحتوي المواد العضوية على الكربون في أشكال أكثر تعقيدًا.
يمكن أن يوفر رسم خرائط الأطوال الموجية للضوء المرتد عن بينو تلميحات حول تكوينه. كشفت الملاحظات السابقة بالفعل عن وجود سيليكات الصفائح المائية ، أو الطين ، على سطح الكويكب. الآن ، يكشف البحث الجديد أن المواد العضوية والكربونات تغطي السطح الخارجي لبينو.
وفقًا لسيمون ، يحمل بينو مزيجًا واسعًا من الإشارات التي يمكن أن تكون ناتجة عن التباين التركيبي ، أو الاختلافات في التجوية ، أو الاختلافات العمرية ، أو مجموعة متنوعة من أحجام الجسيمات ، أو مزيج منها جميعًا.
قال سايمون: “في حين أن الطيف العالمي للكويكب قد يُظهر لك خاصية واحدة مهيمنة ، فمن المحتمل أن يكون لجميع الكويكبات تباينًا على سطحها أيضًا”. قد يفسر هذا سبب وجود مجموعة متنوعة من الآثار للكويكبات المعقدة من النوع C المرتبطة بكويكب بينو.
قال سايمون: “الاختبار الحقيقي سيكون تحليل عينات بينو التي سيتم إرجاعها ورؤية كيف تختلف الجسيمات بالضبط”.
اكتشف فريق آخر من الباحثين الخصائص الفيزيائية لصخور بينو باستخدام بيانات الأشعة تحت الحمراء الحرارية لتحديد خشونة سطحها والقصور الذاتي الحراري (قياس مدى بطء تغير درجة حرارة الجسم) ، وكلاهما يستخدم كنماذج للخصائص الفيزيائية لسطح الكوكب.
من خلال العمل مع زملائه ، وجد بن روزيتيس من الجامعة المفتوحة في المملكة المتحدة أن صخور بينو يمكن تصنيفها إلى نوعين من حيث القوة حيث أنه من غير المحتمل أن تنجو أضعف هذه الصخور من السقوط عبر الغلاف الجوي للكوكب ، مما يشير إلى أن أي نيازك من هذا النوع تم قذفها نحو الأرض لن تنجو أبدًا لتصل إلى الأرض، الصخور الضعيفة لها انعكاس منخفض وملمس هائل ، وقصور ذاتي حراري أقل من الكويكبات من النوع C.
تكون الصخور القوية أكثر انعكاسًا ، مع جوانب زاويّة ودليل على وجود رواسب معدنية غنية بالمياه في شقوقها، وعلى الرغم من أن هذه الصخور لها أيضًا موصلية حرارية أقل من النيازك المماثلة ، فإن أعدادها تقترب من قياسات الكويكبات من نوع CM المأخوذة في المختبر.
توصل روزيتيس وفريقه إلى أن الأجسام الأخرى القريبة من الأرض تحتوي على الأرجح على صخور شبيهة بتلك الموجودة في بينو ، بدلاً من الثرى الأصغر ذي الحبيبات الدقيقة. كما أنهم يشتبهون في أن عينات المواد التي جمعتها OSIRIS-REx وأعيدت إلى الأرض ستحتوي على قطع من الصخور التي لا يمكن أن تنجو من السقوط في الغلاف الجوي.
كتب المؤلفون في ورقتهم “لذلك نتوقع عودة OSIRIS-REx لمواد تحليل غير موجودة حاليًا في مجموعة النيازك الأرضية”.
كشفت الخريطة أيضًا أن سطح بينو يتعرّض للعوامل الجوية بطريقة مفاجئة ومن الممكن أن يكون لتعرض الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس وأمطار النيازك الدقيقة تأثيرات مهمة على الصخور الفضائية، القمر والكويكبات الأخرى ، وجد العلماء أن تأثيرها يظلم السطح ، مما يجعله يعكس ضوء الشمس بأطوال موجية أطول. لكن بينو يفعل شيئًا غير متوقع حيث أنه يزداد سطوعه بمرور الوقت ، وتعكس صخوره أطوال موجية أقصر من الضوء.
قال ديلاجيوستينا: “هناك شيء ما في بينو يختلف تمامًا عن الأسطح الكوكبية الأخرى التي تم رصدها سابقا “.
في الأيام الأولى للنظام الشمسي ، عندما كان عمره بضعة ملايين من السنين ، أذابت الحرارة الناتجة عن العناصر المشعة جليد الماء، مما سمح له بالتفاعل مع صخور الجسم الأم وتغييرها. يعني الانحلال السريع لهذه العناصر أن التغيير يجب أن يحدث مبكرًا قبل الاصطدام الذي دمر هيكل كويكب بينو الأم.
من المرجح أن تكون تلك المياه قد خلقت شرائط من المعادن التي شوهدت في بعض صخور بينو بحيث تظهر شقوق مماثلة للنيازك ، وفقًا لهانا كابلان ، أيضًا في جودارد ، لكنها تتراوح من ميكرون إلى ملليمترات في الطول والعرض ، بينما يبلغ عرض شقوق بينو من 3 إلى 15 سم وطول يصل إلى 1.5 متر. يقول كابلان: “الشقوق في بينو أكبر بكثير من أي مثال نيزكي لدينا”.
على الرغم من أن مركبة OSIRIS-REx لم ترصد أي صخور يوجد بها شقوق في Nightingale ، منطقة أخذ العينات المتوقعة ، يقول كابلان إن ذلك لا يستبعد إمكانية وجود أجزاء أصغر غنية بالكربونات، حيث أنه يتوقع رؤية دليل على عودة الكربونات في المادة إلى الأرض.
على الرغم من أن كويكب بينو يشترك في العديد من السمات التركيبية مع نيازك CM و CI ، وجدت كابلان وزملاؤها أن المادة المهيمنة في الشقوق كانت مختلفة عن النيازك المعروفة. من الممكن أن يكشف البحث العميق في كويكب بينو من بعيد عن ميزات مختلفة عن تلك التي تم التقاطها في النيازك الفردية.
بين الماضي والحاضر:
يظهر ركام بينو على شكل يشبه القمة، أي عندما كانت المادة تتجمع بقوة الجاذبية ، بدأت في الدوران وبذلك ينتفخ الكويكب الناتج في المنتصف ويكون مدببا عند القطبين. لدى بينو أيضًا أربعة تلال واضحة في نصفه الشمالي ، تمتد من الشمال إلى الجنوب.
بالإضافة إلى رسم خرائط السطح ، تمكن علماء OSIRIS-REx أيضًا من إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لبينو بدقة تصل إلى 20 سم (8 بوصات). تم العثور على اثنين من التلال ممتدة عبر خط الاستواء وإلى خطوط العرض الجنوبية العالية ، وتوجد أجزاء من الأربعة في الجنوب. في المنطقة الجنوبية ، تغطي المواد الحواف ، مما يجعلها غير مرئية للعين المجردة.
المناطق الشمالية والجنوبية لها أيضًا مناطق مختلفة منخفضة البياض. جنوب خط الاستواء ، تحدث المظاهر الداكنة واسعة النطاق في الانتقال بين الغطاء الجنوبي المنحدر والمنطقة الاستوائية المسطحة. في السمات الشمالية ، يوجد عدد أقل من هذه المناطق ، ويرتبط معظمها بمواد متناثرة تم تحديدها على أنها انزلاق أو شلالات صخرية.
كتب المؤلفون بقيادة مايكل دالي ، عالم الكواكب في جامعة يورك في كندا ، في ورقتهم البحثية: “الاختلافات التي حددناها بين نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي لبينو تشير إلى اختلافات جوهرية في خصائص السطح والبنى الجوفية”
قد تشير الحواف المتلاشية إلى فشل في الدوران خلال تاريخ بينو . مع انهيار المادة المشكلة له ، ظلت المادة التي تتكون منها النتوءات كاملة بشكل أساسي ، رافضة الانهيار.
كان من الممكن أن يؤدي تكوينها إلى تغييرات في التضاريس، حيث يحدث إما أثناء تراكم الكويكب بعد الاصطدام الأولي أو لاحقًا في حياته. في النصف الجنوبي من الكويكب ، حالت الصخور الكبيرة دون انتشار المواد ، بينما في نصف الكرة الشمالي ، سمحت قلة هذه المواد للمواد بالتحرك وكشف الحواف.
في العام الماضي ، أعلن الباحثون أن بينو كان ينفث الغبار عن سطحه واستخدم الباحثون هذه المادة المنفجرة بالإضافة إلى المركبة الفضائية نفسها ، لتتبع جاذبيته.
من خلال نمذجة كيف شعر كلاهما بسحب الجاذبية ، تمكن الباحثون من التحقيق بشكل غير مباشر في الجزء الداخلي من الكويكب حيث كشفت الأقمار الصناعية المتربة والصخرية أن بينو لديه مجموعة متنوعة من المواد بداخله تسحب بشكل مختلف في الأجسام المدارية اعتمادًا على مكان ارتباطها بسطح الكويكب، المناطق عند خط الاستواء والمركز أقل كثافة من المواد الموجودة عند قطبيها.
في السابق ، اقترح الباحثون أن الانتفاخ في منطقة الاستواء قد يكون نتيجة دورانه ، حيث تنتقل المواد نحو خط الاستواء وتستقر هناك. وتمت الإشارة أيضا إلى أن المادة المهاجرة أكثر مسامية من المواد المحيطة بها، الأمر الذي بدوره يتسبب في انخفاض الكثافة حتى مع هبوط المزيد من المواد.
كما أن مركز الكويكب منخفض الكثافة ، وقد تم اقتراح تشكيله سابقًا على أنه نتيجة دورانه السريع لمدة 4.3 ساعات. من خلال مقارنة معدل دوران بينو اليوم بالدوران المقترح المطلوب لتحويله من كومة من الأنقاض إلى كويكب ، قرر الباحثون أن المركز ، الذي يحتوي على كثافة أقل مما كان متوقعًا ، ربما يكون قد تشكل في وقت مبكر من حياة الكويكب.
يتناقض حجم الانتفاخ والمنطقة المنخفضة الكثافة ، مع فترة الدوران السريع عندما كان بينو يعيش في الحزام الرئيسي ، على النقيض من الأصل الحديث للتلال الموجودة في منطقة الاستواء.
كتب شيريس وزملاؤه: “إن التوزيع الشامل لبينو ، استنادًا إلى تحليل مجال الجاذبية المقاس ، له بصمات لكل من العمليات النشطة بين الماضي والحاضر”.
