“رجل الثلج”.. العلماء يفسرون ظاهرة فضائية عجيبة

لطالما حيّرت ظاهرة غريبة في أجزاء النظام الشمسي الخارجية علماء الفلك: عدد كبير من الأجرام الجليدية البعيدة عن نبتون يبدو وكأنه مكوّن من جزئين دائريين ملتصقين يشبهان “رجل الثلج”. مؤخراً أعلن باحثون في جامعة ميشيغان ستيت أنهم وجدوا تفسيراً واضحاً لكيفية تشكل هذه الأشكال غير المألوفة.

حزام كايبر
حزام كايبر يقع خارج مدار نبتون ويحتوي على بقايا متجمدة من تكوين النظام الشمسي، بما في ذلك الكواكب القزمة والمذنبات وآلاف الكويكبات الصغيرة. نحو 10% من هذه الأجسام تُصنّف كأنظمة ثنائية متلامسة، أي أنها تتألف من كتلتين متصلتين بدلاً من كرة واحدة متجانسة. كان من الصعب تفسير تكون هذا الشكل الشائع باستخدام النماذج التقليدية.

محاكاة جديدة وشرح الانهيار الجذبي
طوّر طالب الدراسات العليا جاكسون بارنز أول محاكاة حاسوبية قادرة على إنتاج هذه الأجسام الثنائية بشكل طبيعي بواسطة عملية تُعرف بالانهيار الجذبي. نماذج سابقة كانت تعامل الأجسام المتشكلة ككتل سائلة ناعمة تندمج لتكوّن كرة ملساء، ففشلت في إعادة إنتاج البنية الثنائية المميزة. أما نموذج بارنز فسمح للأجسام بالاحتفاظ بسلامتها الهيكلية أثناء التكون، فاستقرت بجانب بعضها بدلاً من الاندماج في كرة واحدة.

أحداث نادرة أم عملية شائعة؟
اقترحت تفسيرات سابقة أحداثاً نادرة أو ظروفاً غير عادية لتفسير هذه الهياكل، لكن صعوبة تلك التفسيرات تكمن في أن نحو واحد من كل عشرة أجسام يحمل هذا الشكل، ما يوحي بأن الآلية المكوّنة ليست غير اعتيادية. كما أشار بروفيسور سيث جاكوبسون، الباحث الرئيسي في الدراسة، إلى أن الانهيار الجذبي يتوافق مع المشاهدات إذا افترضنا أن النسبة الملاحظة صحيحة.

دور الاكتشافات والملاحظات
زاد الاهتمام بهذه الأنظمة بعد أن أرسلت مركبة نيو هورايزنز صوراً مقربة لأحدها في يناير 2019، ما دفع العلماء لإعادة فحص أجرام أخرى في الحزام وكشف أن أشكال “رجل الثلج” أكثر شيوعاً مما كان يُعتقد. في حزام كايبر شبه الخالي من الاضطرابات، تنجرف الأجسام ببطء وبنادر حدوث تصادمات عنيفة، ما يقلل احتمال تفكيك الأنظمة المتلامسة.

كيف تتكوّن؟
في بعض الحالات تنهار سحابة دوّارة من المادة إلى الداخل وتنقسم إلى جسمين يدوران حول بعضهما. في محاكاة بارنز، تقترب هذه الأجسام تدريجياً في مسار لولبي وتلتقي بلطف—لا تصطدم بعنف—مما يجعلها تلامس وتبقى منفصلة الشكل لكن ملتصقة، مكوّنة مظهراً ثنائياً يشبه رجل الثلج. وبما أن البيئة الخارجية نادرة الاصطدام، يمكن لهذه الأجسام أن تبقى ملتصقة لمليارات السنين مع قلة الفوهات والآثار الناتجة عن اصطدامات مدمرة.

تأكيد فرضية قديمة وتوسيع النماذج
لطالما كانت الفكرة أن الانهيار الجذبي مسؤول عن هذه الأنظمة مطروحة، لكن النماذج السابقة افتقرت إلى التفاصيل الفيزيائية المطلوبة لإثبات ذلك. محاكاة بارنز هي الأولى التي تعيد إنتاج هذه البنى بالشكل المقارب للملاحظات، وتسمح الآن بدراسة سيناريوهات أكثر تعقيداً تشمل أنظمة مكوّنة من ثلاثة أجسام أو أكثر. يعمل فريق البحث على تحسين محاكاته لتمثيل سلوك السحب المنهارة بشكل أدق.

آفاق مستقبلية
مع تقدم مهمات ناسا وغيرها في استكشاف المناطق الخارجية من النظام الشمسي، يتوقع الباحثان جاكوبسون وبارنز اكتشاف مزيد من “عوالم رجل الثلج” أبعد وأوضح، ما سيساعد على تأكيد أو تعديل فهمنا لكيفية تشكل البنى الأولية في النظام الشمسي.