المياه أسفل المريخ والحياة على الزهرة: أبرز الاكتشافات الفلكية في 2020

دائماً يحمل الكون مفاجآت لنا، ولا يكفّ البشر بدورهم عن ملاحقة أعمق أسراره في سبيل إشباع فضولهم وإيجاد الأجوبة على أسئلةٍ لطالما طال طرحها. هذه قائمة بوبيولار ساينس – العلوم للعموم بأبرز الاكتشافات الفلكية لعام 2020.

اقرأ أيضاً: أبرز الابتكارات التقنية لعام 2020

أبرز الاكتشافات الفلكية لعام 2020 فيما يتعلق بالحياة خارج الأرض

كوكب خارج المجموعة الشمسية قد يَصلُح للحياة

أعلنت وكالة الفضاء الأميركية ناسا في السابع من يناير/كانون الثاني اكتشاف مهمة «تييس» أول كوكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه؛ وهي نطاق المسافات حيث قد تكون الظروف مناسبة تماماً للسماح بوجود الماء السائل على السطح، وسُمّي الكوكب بـ«TOI 700 d»؛ وهو واحد من عدد قليل من الكواكب بحجم الأرض التي تم اكتشافها في المنطقة الصالحة للحياة للنجم حتى الآن.

يدور الكوكب في كوكبة «دورادو» الجنوبية حول نجم قزم صغير وبارد يبعد عن كوكب الأرض أكثر من 100 سنة ضوئية، ويبلغ حجمه حوالي 40% من كتلة الشمس وحجمها وحوالي نصف درجة حرارة سطحها. يظهر النجم في 11 من أصل 13 قطاعاً لاحظَتها مهمة تييس خلال السنة الأولى لها، واكتشف العلماء عمليات عبور متعددة بواسطة كواكبها الثلاثة.

أقرب كوكب إلى الأرض في الحجم ودرجة الحرارة

أعلنت وكالة الفضاء الأميركية ناسا يوم 15 أبريل/نيسان، اكتشاف فريق من الباحثين كوكباً خارج المجموعة الشمسية بحجم الأرض يدور في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه، وهي المنطقة المحيطة بنجم؛ حيث يمكن أن يدعم الكوكب الصخري وجود الماء السائل، وذلك باستخدام البيانات المعاد تحليلها من تلسكوب «كيبلر» الفضائي.

يقع هذا الكوكب؛ المسمّى «كيبلر 1649 سي»، على بُعد 300 سنة ضوئية من الأرض، وحجمه أكبر بمقدار 1.06 مرة فقط من كوكبنا، بينما يتلقى كميةً من ضوء النجم المضيف له تعادل 75% من كمية الضوء التي تتلقاها الأرض من شمسنا؛ ما يعني أنّ درجة حرارة الكوكب قد تكون مماثلة لدرجة حرارة كوكبنا أيضاً، لكن على عكس الأرض، فهو يدور حول قزم أحمر، ويُعرف هذا النوع من النجوم بالتوهّجات النجمية التي قد تجعل بيئة الكوكب صعبة لأي حياة محتملة.

دليل علمي قد يشير إلى وجود حياة على كوكب الزهرة

أعلن فريقٌ بحثي من عدة جامعات بريطانية وأميركية في ورقة نُشرت في مجلة «نيتشر أسترونومي» يوم 14 سبتمبر/ أيلول اكتشافهم وجود كمياتٍ كبيرة من غاز «الفوسفين» السام في الغلاف الجوي لكوكب الزُهرة بنسبة عشرين بالمليار منه، وذلك أثناء فحصه بأطوالٍ موجية ميليمترية من الضوء.

اعتبر الباحثون هذا الاكتشاف بمثابة المفاجأة، لأنّ الفوسفين يتشكل بشكلٍ أساسي نتيجة النشاط الحيوي على كوكب الأرض، سواء بسبب أنواع محددة من الميكروبات أو النشاط الإنساني نفسه، ولا تُعرف طريقة كيميائية أخرى يمكن للفوسفين أن يكون قد تشكل بها على الزُهرة إلى الآن. لذا، إن لم يجد علماء الفلك تفسيراً آخر لتشكل الفوسفين هناك، سيكون كوكب الزهرة؛ الملقب بـ«توأم الأرض»، أول كوكبٍ يحمل علامات وجود الحياة خارج الأرض.

عنصر للحياة في أحد أقمار كوكب زحل

قد يساعد جزيء «السيكلوبروبينيليدين»؛ المكوّن من ثلاث ذرات كربون في حلقة متصلة بذرتين من الهيدروجين في تكوين بوادر الحياة، و لم يُرصد وجود هذا المركب في الغلاف الجوي لأي كوكب أو قمر من قبل، لكن أعلن الباحثون في ورقة بحثية نُشرت في دورية «ذا أسترونوميكال جورنال» يوم 15 أكتوبر/تشرين الأول عن رصد هذا الجزيء على قمر كوكب زحل، «تايتان».

كان العثور على هذا الجزيء على «تايتان» مفاجأة، فهو شديد التفاعل؛ إذا ما اصطدم بأي جسيمات أخرى، فإنه يميل إلى أن يتفاعل معها كيميائياً بسرعة لتشكيل مركّبات جديدة، وبسبب هذا، لم يُشاهد من قبل إلا في سحُب رقيقة من الغاز والغبار في الفضاء بين النجوم، لكنّه وبطريقة ما، يستقر في الطبقات العليا من سماء «تايتان».

شبكة من المياه الجوفية تحت سطح المريخ

اكتشف فريقٌ من الباحثين في جامعة ساوثرن كوينزلاند الأسترالية وجود شبكة من البحيرات تحت القشرة الجليدية في القطب الجنوبي لكوكب المريخ، وذلك باستخدام رادار «مارسيس» لدراسة جوف الكوكب الأحمر، ونُشرت تفاصيل هذا الاكتشاف في ورقة بحثية ضمن دورية «نيتشر أسترونومي» يوم 28 سبتمبر/أيلول.

وجد العلماء عام 2018  دليلاً على وجود مخزون مياه جوفيّة في القطب الجنوبي للكوكب، فظنوا في البداية أنه تشكّل نتيجةً لظروفٍ خاصة كوجود بركانٍ تحت صفيحة الجليد، إلا أنّ اكتشاف شبكةٍ كاملة من البحيرات الجوفية يدلّ على أنّ تشكُّلها كان بسيطاً وربما أمراً شائعاً كذلك، إذ أجرى الفريق البحثي المزيد من الأبحاث على مجموعة بيانات تمتد لعقد تقريباً، وفي تحليل جديد لتلك البيانات، وجدوا ثلاثة بقع واضحة عاكسة للإشارة لا تبعد عن موقع البحيرة الأولى التي اكُشفت عام 2018.

الاكتشافات الفلكية لعام 2020 عن ظواهر كونية غريبة

توهُّج قمر المشتري «يوروبا» بعيداً عن ضوء الشمس

اتضح لباحثين في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة الفضاء الأميركية ناسا أنّ قمر «يوروبا» الجليدي الذي يدور حول كوكب المشتري يتوهّج حتى في جانبه المظلم، وذلك بعدما أعادت التجارب المخبرية خلق بيئة القمر، ونُشرت تفاصيل التجربة في ورقة بحثية ضمن دورية «نيتشر أسترونومي» يوم 9 نوفمبر/تشرين الثاني.

استنتج الباحثون أنّ سطح «يوروبا» يمكن أن يتكوّن من مزيج من الجليد والأملاح المعروفة على الأرض؛ مثل كبريتات المغنيسيوم وكلوريد الصوديوم -ملح الطعام، كما أظهر البحث الجديد أنّ دمج تلك الأملاح في الجليد المائي وتفجيرها بالإشعاع الذي يضرب به المشتري سطح «يوروبا» ليلاً ونهاراً ينتج توهّجاً، ولأنّ كلُاً منها تتفاعل مع الإشعاع بشكل مختلف، تتماهى ألوان ذلك التوهّج بين الأخضر والأزرق والأبيض تبعاً لطبيعة كل مكوّن من تلك المكونات.

انفجارات راديويّة غامضة تتكرر كل 16 يوم

تُعتبر الانفجارات الراديوية السريعة انفجارات موجزة، لكنها قوية جداً بالنسبة لموجات الراديو. تُعتبر واحدة من أكثر الظواهر المكتشَفة في الفضاء السحيق غرابة، ولا يعرف العلماء أسبابها. شوهد معظمها مرة واحدة فقط، بينما شوهد القليل منها يتكرر، ولكن لم يلاحَظ تَكرُّر أي منها بشكل دوري ومنتظم. إلى الآن، ولأول مرة، رُصد انفجار راديو سريع يتكرر في دورة منتظمة مدتها 16 يوم، وهذا ما يعمّق لغز هذه الأجسام الغريبة بين المجرات، ونُشرت نتائج هذا الاكتشاف في ورقة بحثية يوم 28 فبراير/شباط.

فقاعة مغناطيسية أطلقها أورانوس في وجه «فوياجر 2»

عام 1986، حلّقت مركبة «فوياجر 2» على مسافة تُقارب الـ50 ألف ميل من قمم سحابة أورانوس؛ حيث جمعت البيانات التي كشفت عن حلقتين جديدتين و 11 قمراً جديداً ودرجات حرارة أقل من 214 درجة مئوية تحت الصفر،. ولا تزال مجموعة البيانات هي القياسات الوحيدة التي أُجريت على الكوكب عن قرب.

بعد ثلاثة عقود، أعاد العلماء فحص تلك البيانات وجدوا سراً آخر أعلنت عنه وكالة ناسا الأميركية يوم 25 مارس/آذار، إذ كشفت أنه، ومن دون علم مجتمع فيزياء الفضاء بأكمله، حلّقت «فوياجر 2» عبر بلازميد؛ فقاعة مغناطيسية عملاقة ربما كانت تنقل الغلاف الجوي لأورانوس إلى الفضاء، ويثير هذا الاكتشاف؛ الذي ورد في رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية، أسئلة جديدة حول البيئة المغناطيسية الفريدة من نوعها للكوكب.

موجة ثقالية يسببها اندماج ثقبين أسودين

عندما يدور ثقبان أسودان حول بعضهما البعض ويتصادمان في النهاية، يرسلان تموّجات في الزمان والمكان تسمى الموجات الثقالية، ونظراً لأنّ الثقوب السوداء لا تصدر ضوءاً، فلا يُتوقع أن تتألق أحداث اندماجها بأي موجات ضوئية أو إشعاع كهرومغناطيسي، لكنّ بعض الباحثين توصّلوا إلى طرق يمكن من خلالها أن يطلق اندماج الثقوب السوداء الضوء؛ إذ ولأول مرة، رأى علماء الفلك دليلاً على أحد هذه السيناريوهات لإنتاج الضوء.

أعلن باحثون من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا يوم 25 يونيو/حزيران اكتشافهم ما قد يكون توهجاً ضوئياً مصدره زوج من الثقوب السوداء الملتصقة، إذ تمّت ملاحظة اندماج الثقبان الأسودان لأول مرة في 21 مايو 2019، في حدث سمّي بـ«S190521g»، عندما اندمج الثقبان، وهزّا المكان والزمان، مطلقَين موجات ثقالية.

أول انفجار راديوي سريع داخل مجرة درب التبانة

في 28 أبريل/نيسان، تم رصد النجم الميت «SGR 1935+2154»؛ الذي يبعد 30 ألف سنة ضوئية فقط، بواسطة المراصد الراديوية حول العالم، وبدا أنه يطلق دفعةً من الأمواج الراديوية الساطعة بشكل كبير، والتي يمكن ملاحظتها من مجرة أخرى.

بالإضافة إلى ذلك، سجلت مراصد الأشعة السينية العالمية الفضائية نظيراً شديد السطوع للأشعة السينية، ويتدافع الباحثون لتحليل هذا الكم الهائل من البيانات؛ إذ يبدو أنّ الكثيرين متفقون على أنه قد يشير أخيراً إلى مصدر الانفجارات الراديويّة السريعة.

أسرع نجم على الإطلاق

يوجد في مركز مجرّة درب التبانة ثقب أسود ضخم تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس، ونظراً لكونها كتلة كبيرة جداً، فإنّ آثارها الثقالية شديدة ويمكن اكتشافها من خلال النظر إلى النجوم في جوارها المباشر.

اكتشف علماء الفلك أسرع جسمٍ يدور حوله، وهو نجم بلغت سرعة دورانه 8% من سرعة الضوء، ونُشرت تفاصيل الاكتشاف في دراسةٍ ضمن دورية «ذا أستروفيزيكال جورنال» يوم 10 أغسطس/آب.

مرور أقرب كويكب من الأرض

أعلنت وكالة الفضاء الأميركية ناسا عن تحليق صخرة فضائية بحجم سيارات الدفع الرباعي فوق كوكب الأرض يوم 16 أغسطس/آب، على بُعد 2950 كيلومتر فقط فوق جنوب المحيط الهندي؛ أقرب من أية مرورٍ سابق للكويكبات بالقرب من الأرض.

بلغ عرض الكويكب؛ الذي سمّي بـ«2020 QG»، ما يقارب 3-6 أمتار، وهو صغير جداً وفقاً لمعايير الكويكبات لدرجة أنه كان سيصبح كرةً ناريةً فور دخوله الغلاف الجوي إذا كان على مسار اصطدام، وهو يحدث عدة مرات في السنة.

أبرز الاكتشفات الفلكية لمكونات الكون من المجرات والكواكب

جدار عملاق من المجرّات يمتد لأكثر من 700 مليون سنة ضوئي

لا تنتشر المجرات بالتساوي في جميع أنحاء الفضاء، بل توجد في مجموعات وعناقيد عملاقة. توجد مجرّتنا؛ درب التبانة، في عنقود فائق يسمى «عنقود لانياكيا»، يحتوي على أكثر من 100 ألف مجرة ويمتد عبر 250 مليون سنة ضوئية.

أعلن فريق من علماء الفلك اكتشافهم ظاهرة هائلة أخرى خارج «لانياكيا» تسمّى «جدار القطب الجنوبي»؛ وذلك في ورقة في دورية نُشرت في دورية «ذا أستروفيزيكال جورنال» يوم 10 يوليو/تموز. يشبه جدار القطب الجنوبي ذراعاً يلتف حول عنقود «لانياكيا» العملاق، واستوحيَ الاسم من القطب الجنوبي للأرض. أقواس الجدار على شكل نصف دائرة كبيرة تغطي 200 درجة في السماء، إذ يتركّز الجدار في اتجاه القطب الجنوبي على امتداد 500 مليون سنة ضوئية، ويمتد ذراعه إلى الشمال على طول 300 مليون سنة ضوئية.

كوكب بحجم المشتري يدور حول قزم أبيض

تُدمّر عملية تكوّن الأقزام البيضاء الكواكب القريبة منها عادةً، وأي شيء يقترب كثيراً في وقتٍ لاحق يتمزق بفعل جاذبيتها الهائلة، لكنّ فريق دولي من علماء الفلك عثر على أول كوكب سليم يدور حول قزم أبيض؛ هي مرحلةٌ عمرية متقدمة لنجم كان يوماً ما أشبه بشمسنا، وذلك باستخدام القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية «تيس»، وتلسكوب «سبيترز» التابعان لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا.

رُصد الكوكب السليم «دبليو دي 1856 بي»؛ والذي يساوي كوكب المشتري بالحجم، ويبلغ 7 أضعاف حجم القزم الأبيض الذي يدور حوله، على بُعد 80 سنة ضوئية في كوكبة دراكو الشمالية، يدور حول قزم أبيض بارد يبعد مسافة 11 ألف ميلاً عنه، ويبلغ من العمر ما يقارب 10 مليارات سنة، وهو عضو بعيد لنظامٍ نجمي ثلاثي، ووُجد أنه يستغرق 34 ساعةً ليتم دورة كاملة حوله؛ أي أسرع بحوالي 60 مرة من دورة كوكب عطارد حول الشمس.

وجود المياه الجزيئية على سطح القمر المضاء

في ورقة بحثية نُشرت في دورية «نيتشر أسترونومي» يوم 26 أكتوبر/تشرين الأول، استخدم فريق من العلماء تلسكوب «سوفيا»؛ وهو تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء، مثبّت داخل طائرة 747 جامبو، لإجراء ملاحظات أظهرت أدلة لا لُبس فيها على وجود الماء في أجزاء القمر المضاءة بالشمس، ويُقدّر العلماء أنّ هناك ما يعادل زجاجة ماء صغيرة -350 مل-  لكل متر مكعب.

يعني هذا الاكتشاف أنّ الماء يتم توزيعه عبر سطح القمر كلّه، وليس مقتصراً على الأماكن المظلمة الباردة بالقرب من قطبَيّ القمر كما ساد الاعتقاد سابقاً، وتأمَل ناسا أنّ المياه التي اكتشفَتها يمكن استخدامها في استكشاف الفضاء السحيق، لكن لم يعرف بعد ما إذا كان يمكن الوصول إلى هذه المياه.

أقرب ثقب أسود من الأرض: يبعد ألف سنة ضوئية فقط

أعلن علماء الفلك يوم 6 مايو/أيار اكتشافهم ما يعتقدون أنه ثقب أسود جديد، وإذا كانوا على حق، فهو ليس بعيداً عن الأرض؛ يبعد على بعد ألف سنة ضوئية فقط، وسيكون الثقب الأسود الصغير هو جارنا الكوني الأقرب على الإطلاق، وكونه ثقبًا أسود، من المستحيل رؤيته مباشرة بأدوات من الأرض، إذ لا يفلت منه أي ضوء، لذلك استنتج العلماء العاملون في المرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي مكان الجسم بناءً على تحركات النجوم القريبة، وفقاً لدراسة جديدة نُشرت في دورية «أسترونومي أند أستروفيزيكس».

كان الفريق يحاول الوصول إلى حقيقة السلوك الغريب لهذين النجمين اللذين كانا قريبين من بعضهما البعض في الفضاء في نظام يسمى «إتش آر 6819»؛ كلاهما في نفس النظام ومتشابهان في الكتلة والحجم، لكنهما يعملان بشكل مختلف، يدور أحدهما بسرعة كبيرة، لدرجة أنه يتطاير تقريباً، بينما يكاد الآخر يدور على الإطلاق، وفي الوقت نفسه، كلاهما يتحركان عبر الفضاء بسرعات مختلفة؛. فالأول يتحرك ببطءٍ شديد مقارنةً بالثاني الذي يتحرك في الفضاء بسرعة قصوى.

اكتشاف أحد المواد الأساسية في نسيج الكون

اعتبرَ علماء الفيزياء الفلكية أنّ حوالي 40% من المادة العادية التي تتكون منها النجوم والكواكب والمجرّات لا تزال غير مكتشَفة ومخبأة في شكل غاز ساخن في الشبكة الكونية المعقدة، لكن يوم 6 نوفمبر/تشرين الثاني، اكتشف العلماء في المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية، ولأول مرة، هذه المسألة الخفيّة من خلال تحليل إحصائي مبتكَر لبيانات عمرها 20 عاماً، ونُشرت النتائج التي توصّلوا إليها في ورقة بحثية في دورية «أسترونومي أند أستروفيزيكس».

تتوزع المجرّات في جميع أنحاء الكون على شكل شبكة معقدة من العُقد المتصلة بواسطة خيوط تفصل بينها فراغات؛ يُعرف هذا بالشبكة الكونية، ويُعتقد أنّ الخيوط تحتوي تقريباً على كل مادة الكون العادية -المادة الباريونية- في شكل غاز ساخن منتشر، ومع ذلك، فإنّ الإشارة المنبعثة من هذا الغاز المنتشر ضعيفة جداً لدرجة أنّ 40-50% من الباريونات لا يتم اكتشافها في الواقع، إلا أنه تمّ رصد انبعاثات من الأشعة السينية من الباريونات الساخنة في خيوط الشبكة الكونية.

هل أتى الفوسفور إلى الأرض بفضل المذنبات؟

الفوسفور؛ الموجود في الحمض النووي وأغشية الخلايا، عنصراً أساسياً للحياة كما نعرفها، لكنّ كيفية تشكُّله على الأرض أو وصوله إليها بقيا أمراً غامضاً. لقد تتبّع علماء الفلك الآن رحلة الفوسفور من مناطق تشكُّل النجوم إلى المذنبات بفضل الجهود المشتركة لمرصد «أتاكاما لارج ميليمتر أرّاي» ومسبار «روزيتا» التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ويُظهر بحثهم؛ الذي نُشر في دورية «منثلي نوتيسيس أوف ذا رويال أسترونوميكال سوسايتي» يوم 15 يناير/كانون الثاني، مكان تشكُّل الجزيئات التي تحتوي على الفوسفور، وكيف يُنقل هذا العنصر في المذنبات، وكيف لعب جزيء معين دوراً مهمًا في بدء الحياة على كوكبنا.

تمّ ذلك بفضل قوة مرصد أتاكاما لارج ميليمتر أرّاي؛ أكبر مرصد راديويّ في العالم، التي سمحت بإلقاء نظرة تفصيلية على منطقة تشكل النجوم «AFGL 5142»، حيث تمكّن علماء الفلك من تحديد مكان تشكُّل الجزيئات الحاملة للفوسفور، مثل أول أكسيد الفوسفور.