علماء يرصدون جرماً جليدياً صغيراً في غلاف جوي غامض.. كيف تشكّل؟

رصد علماء الفلك للمرة الأولى غلافاً جوياً رقيقاً حول جرم سماوي صغير في أطراف النظام الشمسي Solar system، وهو جسم كان يُعتقد سابقاً أنّه أصغر من أن يتمكّن من الاحتفاظ بغلاف جوي.

يوجد آلاف من الأجسام الصخرية المتجمّدة، المعروفة باسم الأجرام العابرة لنبتون (TNOs)، في حزام "كايبر" The Kuiper Belt عند حافة نظامنا الشمسي، وهي بقايا ناجمة عن تشكّله قبل نحو 4.5 مليارات سنة.

لطالما دفعت درجات الحرارة شديدة الانخفاض وضعف الجاذبية السطحية علماء الفلك إلى الاعتقاد بأنّ هذه الأجسام الصغيرة غير قادرة على الاحتفاظ بأغلفة جوية، باستثناء بلوتو، الذي يمتلك غلافاً رقيقاً.

عادةً ما تتكوّن الأغلفة الجوية، ولا سيما الكثيفة منها، حول الكواكب أو الأقمار الكبيرة، بما في ذلك أكبر أقمار زحل "تيتان" Titan.

في المقابل، لا يبدو أنّ الكواكب القزمة مثل "إيريس"، و"هاوميا"، و"ماكيماكي"، و"كواوار"، وهي من أكبر الأجرام العابرة لنبتون بعد بلوتو، تمتلك أغلفة جوية.

خلال فرصة رصد نادرة، تمكّن علماء فلك في اليابان من اكتشاف غلاف جوي رقيق حول جرم عابر لنبتون يُعرف باسم "(612533) 2002 XV93"، وذلك وفقاً لدراسة نُشرت في مجلة "Nature Astronomy".

بينما يبلغ قطر بلوتو نحو 2,377 كيلومتراً، لا يتجاوز عرض "2002 XV93" نحو 500 كيلومتر.

وقد يتيح هذا الاكتشاف غير المتوقّع، الذي حقّقه الأستاذ المشارك والمحاضر الأول في المرصد الفلكي الوطني الياباني الدكتور كو أريماتسو مع زملائه، نظرة غير مسبوقة على كيفيّة تشكّل الغلاف الجوي ووجوده حول الأجسام الصغيرة. 

كما قد يغيّر طريقة تفكير العلماء بشأن أجسام حزام "كايبر".

Крихітний світ за Нептуном, схоже, має атмосферу, хоча для такого тіла її бути не повинно. Йдеться про транснептуновий об’єкт (612533) 2002 XV93 діаметром приблизно 500 км — для порівняння, Плутон має 2377 км. Команда під керівництвом Ко Арімацу з японської обсерваторії… pic.twitter.com/wZmo3N34Hy

— The Alpha Centauri (@theACentauri) May 7, 2026

اغتنام الفرصة لرصد الجرم العابر

مع اقتراب كانون الثاني/يناير 2024، استعدّ أريماتسو وزملاؤه لفرصة فريدة لرصد جرم عابر لنبتون أثناء مروره أمام نجم ساطع، كما يُرى من اليابان.

يمتلك "2002 XV93" مداراً نموجياً لأجسام حزام "كايبر"، وهو أصغر من أن يُصنّف ككوكب قزم، لذا لم يكن يُعتقد أنّه سيختلف عن غيره من الأجرام العابرة لنبتون.

لكن تُشكّل مثل هذه اللحظات، أي حين يمرّ جرم عابر لنبتون أمام نجم في الخلفية الكونية، فيما يُعرف بالاحتجاب النجمي، فرصاً نادرة لدراسة حجم وشكل وخصائص الأجسام الصغيرة البعيدة، بحسب أريماتسو.

ولرصد الجرم، تمركز الباحثون في ثلاثة مواقع مختلفة عبر اليابان، واستخدموا مراصد في كيوتو ومحافظة ناغانو، إلى جانب تلسكوب يديره عالم هاوٍ في فوكوشيما.

خَفت ضوء النجم تدريجياً مع مرور الجرم العابر لنبتون أمامه، ما يشير إلى وجود غلاف جوي. وإذا لم يكن لجسم ما غلاف جوي، فسيختفي النجم ويظهر بشكلٍ أكثر وضوحاً.

وكتب أريماتسو في رسالة عبر البريد الإلكتروني: "أظهرت بيانات الرصد تغيّراً سلساً في سطوع النجم بالقرب من حافة الظلّ، استمر نحو 1.5 ثانية. يصبح هذا التغيّر السلس في السطوع قابلاً للشرح إذا كان ضوء النجم قد انحرف بفعل غلاف جوي رقيق للغاية يحيط بالجسم".

وقدّر الباحثون أنّ الغلاف الجوي لـ "2002 XV93" أرقّ بنحو 5 إلى 10 ملايين مرة من الغلاف الجوي للكرة الأرضية، ورجّح هؤلاء احتمالين لتكوّنه. وقد يكون ناتجاً عن براكين جليدية على هذا الجسم الصغير المتجمّد، تطلق غازات داخلية مثل الميثان أو النيتروجين أو أول أكسيد الكربون من تحت سطحه، أو ربما اصطدم به جرم آخر من حزام "كايبر"، مثل مذنّب، ما أدّى إلى إطلاق غازات من باطنه.

Deep beyond Neptune, a freezing, tiny world whispers secrets by holding an impossible shroud of air that completely defies cosmic logic.

The discovery of a thin, unexpected atmosphere around (612533) 2002 XV93—a Trans-Neptunian Object (TNO) located deep in the Kuiper… pic.twitter.com/ZXyYHg3rUw

— aniruddha (@aniruddha163) May 5, 2026

التعرّف إلى "2002 XV93"

من شأن عمليات الرصد المستقبلية لـ "2002 XV93"، سواء عبر المزيد من ظواهر الاحتجاب النجمي أو باستخدام تلسكوب "جيمس ويب" الفضائي المتطوّر James Webb، أن تساعد العلماء على فهم طبيعة الغلاف الجوي بشكلٍ أدقّ وتحديد مصدره، إضافة إلى كيفيّة تطوّره مع مرور الزمن.

وفي هذا السياق، قال أريماتسو: "إذا كشفت عمليات الاحتجاب المستقبلية عن انخفاض مستمر في الضغط، فقد يشير ذلك إلى أنّ الغلاف الجوي ناتج عن اصطدام حديث نسبياً".

كما يمكن لتلسكوب "ويب" رصد انبعاثات الميثان أو أول أكسيد الكربون من هذا الجرم، وتحديد مكوّنات غلافه الجوي.

ويواصل فريق أريماتسو البحث عن أغلفة جوية حول أجسام أخرى عابرة لنبتون، اعتماداً على ظاهرة الاحتجاب النجمي. وقد تساعد نتائجهم في تحديد ما إذا كان "2002 XV93" حالة نادرة، أم أنّ هناك أجساماً صغيرة مشابهة تمتلك أيضاً أغلفة جوية.

وقال العالم في مؤسسة "كارنيغي" للعلوم في واشنطن الدكتور سكوت إس. شيبرد إنه "كان من المثير حقاً قراءة هذا الاكتشاف. فقد كان يُعتقد أنّ أجساماً مثل 2002 XV93 أصغر من أن تمتلك غلافاً جوياً، لكنّ هذه النتيجة تُثبت عكس ذلك". وهو لم يشارك شيبرد في هذا البحث، لكنه سبق أن درس واكتشف العديد من الأجرام العابرة لنبتون.

وأشار شيبرد إلى أنّ هذا الاكتشاف يكشف عن نشاط حديث على هذا الجرم، سواء تمثَّل في ثوران غازات متجمّدة أو في عودة مواد إلى سطحه بشكل تدريجي.

وأوضح: "هذا يبيّن أنّ حزام كايبر ليس مكاناً بارداً وميتاً، بل يعجّ بالنشاط، ويحتوي على العديد من اللبنات الأساسية للحياة".

🚨 “Atmosphere found beyond Pluto?” Tiny world shocks astronomers 👀🌌

Scientists may have discovered the smallest object ever with a real atmosphere 🤯

• Object (612533) 2002 XV93 is just ~300 miles wide
• Located in the distant Kuiper Belt beyond Pluto
• Detected via… pic.twitter.com/6ewqQWdTTh

— 3I/ATLAS updates (@Defence12543) May 4, 2026

اقرأ أيضاً: علماء يحددون حافة مجرة درب التبانة.. أقرب إلى الأرض مما كان متوقعاً!