Spatially resolved observations of Mercury’s potassium and sodium exospheres with the Haleakala T60 Telescope
باستخدام تلسكوب هالاكالا T60، تقدم هذه الدراسة ملاحظات ذات دقة مكانية من عام 2025 تكشف أن غلافي الصوديوم والبوتاسيوم الجويين لعطارد يظهران تباينات مورفولوجية وزمنية متميزة، مما يشير إلى استجابتهما بشكل مختلف لعمليات المصدر والنقل والفقد، وبالتالي توفر مرجعاً أرضياً حاسماً لمهمة بيبي كولومبو.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
عطارد، أصغر كواكب مجموعتنا الشمسية وأقربها إلى الشمس، هو عالم من المتناقضات. إنه صخرة محترقة عديمة الهواء تدور في مدار أقرب إلى الشمس من أي كوكب آخر. ومع ذلك، وعلى الرغم من افتقاره إلى غلاف جوي حقيقي، فإن عطارد محاط بطبقة واهنة وشبحية من الغاز تُعرف باسم "الإكسوسفير" (الغلاف الخارجي). هذه ليست طبقة من الهواء يمكن استنشاقها أو الشعور بها؛ بل هي مجموعة متباعدة من الذرات الفردية التي قُذفت من سطح الكوكب بفعل القصف المستمر للرياح الشمسية، والنيازك الدقيقة، وضوء الشمس. تسافر هذه الذرات في أقواس عالية فوق السطح قبل أن تتبدد في الفضاء، أو تتأين، أو تسقط عائدة إلى الأرض. ومن بين أكثر هذه الذرات وفرة وظهوراً هما الصوديوم والبوتاسيوم. وكلاهما من المعادن القلوية، ويشبهان كيميائياً الملح الذي نستخدمه في مطابخنا، وكلاهما يتوهج بضوء خافت ومميز عندما يتفاعل مع ضوء الشمس. لعقود من الزمن، راقب علماء الفلك هذه المسارات المتوهجة لفهم كيفية تفاعل سطح عطارد مع الفضاء، لكن الصورة الكاملة لكيفية سلوك هذين العنصرين معاً ظلت عصية على الفهم.
في عام 2025، ألقى فريق من الباحثين بقيادة ماساتو كاجيتاني من جامعة توهوكو في اليابان نظرة جديدة على هذه المشكلة باستخدام تلسكوب متخصص على منحدرات "هاليكالا" في هاواي. لقد وجهوا اهتمامهم نحو الغلاف الخارجي للكوكب، بهدف رسم خريطة دقيقة لمواقع ذرات الصوديوم والبوتاسيوم وكيفية تغير توزيعاتها مع تحرك عطارد في مداره. استخدم الفريق تلسكوباً بقطر 60 سنتيمتراً مجهزاً بتقنية متطورة يمكنها تصحيح آثار التشويه الناتجة عن الغلاف الجوي للأرض في الوقت الفعلي. سمح لهم ذلك برؤية الكوكب بوضة غير مسبوقة. لم يكتفوا بالتقاط صورة واحدة فحسب؛ بل قاموا بتقسيم صورة الكوكب إلى مئات الشرائح الصغيرة، ملتقطين الألوان المحددة للضوء المنبعث من الصوديوم والبوتاسيوم في كل شريحة. خلقت هذه التقنية خريطة ثنائية الأبعاد مفصلة للغاز المحيط بالكوكب، كاشفةً عن أماكن تركز الذرات وأماكن ندرتها.
كشفت نتائج هذه الملاحظات عن اختلاف صارخ بين العنصرين. فبينما يتشابه الصوديوم والبوتاسيوم كيميائياً وغالباً ما يُعتقد أنهما يتحركان معاً، إلا أنهما لم يتواجدا دائماً في الأماكن نفسها. فقد مال الصوديوم للانتشار على مساحة واسعة، وصولاً إلى ارتفاعات عالية نحو قطبي الكوكب الشمالي والجنوبي. في المقابل، ظل البوتاسيوم مستقراً في الغالب بالقرب من خط الاستواء، متجمعاً بجانب الكوكب المواجه للشمس. كان هذا الانفصال ثابتاً عبر عدة تواريخ ملاحظة مختلفة، على الرغم من أن الباحثين اضطروا لمراقبة العنصرين في أيام مختلفة قليلاً بسبب القيود المفروضة على معداتهم. إن بقاءهما في مناطق مختلفة يشير إلى أن العمليات الفيزيائية التي تحكم حركتهما ليست متطابقة؛ فمن المرجح أن ذرات البوتاسيوم الأثقل تتبع مسارات أقصر وأكثر إحكاماً بعد قذفها من السطح، بينما تسافر ذرات الصوديوم الأخف وزناً لمسافات أعلى وأبعد، لتنتشر في منطقة أوسع.
كما بحثت الدراسة في كيفية تغير كمية الغاز اعتماداً على وقت اليوم في عطارد وموقع الكوكب في مداره. وعندما قارن الباحثون بين جانب الكوكب المواجه للمساء (جانب الغسق) والجانب المواجه للصباح (جانب الفجر)، وجدوا فرقاً واضحاً بالنسبة للصوديوم. فقد احتوى جانب المساء على حوالي عشرين بالمئة أكثر من الصوديوم مقارنة بجانب الصباح. وهذا يدعم فكرة أن ذرات الصوديوم يمكن تخزينها مؤقتاً في تربة السطح الباردة خلال الليل ثم إطلاقها مرة أخرى عند شروق الشمس. أما البوتاسيوم، فلم يظهر أي فرق من هذا النوع بين جانبي الصباح والمساء؛ حيث ظلت كمية البوتاسيوم ثابتة تقريباً بغض النظر عن الوقت من اليوم، مما يشير إلى أنه لا يُحبس ويُطلق بنفس الطريقة. علاوة على ذلك، تباين إجمالي كمية الصوديوم والبوتاسيوم بشكل كبير مع تحرك عطارد خلال سنته. ففي نقطة معينة من مداره، تمكن الباحثون من رصد كمية وفيرة من البوتاسيوم، ولكن بعد بضعة أشهر فقط، عندما كان الكوكب في موقع مختلف، أصبح البوتاسيوم باهتاً جداً لدرجة أنه يكاد لا يُكتشف، بينما ظل الصوديوم مرئياً.
توفر هذه النتائج قطعة حاسمة جديدة في حل لغز فهم بيئة عطارد. إن حقيقة أن الصوديوم والبوتاسيوم يتصرفان بشكل مختلف تماماً، رغم تشابههما الكيميائي، تشير إلى أن الآليات التي تتحكم في إطلاقهما وحركتهما وفقدانهما معقدة وخاصة بكل عنصر على حدة. وأشار الباحثون إلى أن قياساتهم الأرضية تعمل كنقطة مرجعية مهمة للدراسات المستقبلية، لا سيما تلك التي تجريها مركبة "بيبي كولومبو" الفضائية، وهي مهمة مشتركة بين وكالات الفضاء الأوروبية واليابانية تدور حالياً حول الكوكب. ومن خلال مقارنة خرائطهم المفصلة مع بيانات المركبة الفضائية، يأمل العلماء في بناء نموذج كامل لكيفية تنفس سطح عطارد لغلافه الجوي (شهيقاً وزفيراً). وتؤكد الدراسة أن الغلاف الخارجي ليس سحابة موحدة، بل هو مشهد ديناميكي متغير حيث تتبع العناصر المختلفة قواعد مختلفة، مدفوعة بالظروف المكثفة والمتغيرة للنظام الشمسي الداخلي.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.