يظل عطارد أحد أكثر الكواكب مراوغة وصعوبة في الدراسة في نظامنا الشمسي. من الأسهل إرسال مجسات إلى الأقمار الجليدية لزحل أو المشتري، أو حتى بلوتو، بدلاً من الهبوط على كوكبنا الداخلي عطارد.
لا تخاطر المراصد البصرية الأرضية بتوجيه أنظارها نحو عطارد، دون احتمال الإضرار ببصرياتها تحت وهج الشمس الساطعة القريبة جدًا. وهكذا، من بين الكواكب الموجودة في نظامنا الشمسي الداخلي، يمكن القول إن عطارد يظل الأقل استكشافًا والأكثر سوء فهم.
قامت مارينر 10 التابعة لناسا بثلاث رحلات جوية بالقرب من عطارد بين عامي 1974 و1975. وأعقب ذلك إدخال مداري في عام 2011 بواسطة بعثة ناسا ماسنجر إلى عطارد والتي دارت بنجاح حول الكوكب لمدة أربع سنوات تقريبًا.
ولكن على الرغم من مهمة BepiColombo المشتركة التي طال انتظارها بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء اليابانية إلى عطارد، فمن غير المرجح أن نحل ألغاز هذا العالم الصغير الغريب حتى يكتشف شخص ما طريقة لإرسال مركبة هبوط. أي أنه يمكن أن يهبط بأمان ويعمل لفترة كافية لإرجاع البيانات التي من شأنها أن تعطينا مؤشرًا أكثر وضوحًا عن سطح التركيب السطحي لعطارد وداخله.
إن BepiColombo، الذي سيشهد إدخالًا مداريًا أواخر الشهر المقبل، هو حاليًا فرصتنا الوحيدة للحصول على بيانات جديدة حول الكوكب. ومع ذلك، فمن غير المتوقع البدء في جمع البيانات العلمية حتى أبريل 2027.
بعد بيبي كولومبو، لا يوجد شيء على لوحة الرسم، كما أخبرني بول بيرن، عالم الكواكب في جامعة واشنطن في سانت لويس، عبر البريد الإلكتروني. لكن الهبوط هو الخطوة الطبيعية التالية في استكشاف عطارد، حتى لو كان اقتراحًا صعبًا ومكلفًا من الناحية الفنية، كما أخبرني بيرن.
بدون مهمة الهبوط، ستظل الألغاز العلمية الرئيسية لعطارد قائمة.
وهي تشمل:
— نواة الكوكب كبيرة بشكل غير متناسب وغنية بالحديد والتي يُعتقد أنها تشكل حوالي 85 بالمائة من نصف قطر الكوكب.
يقول بيرن: لقد بدأنا في العثور على أدلة على وجود كواكب خارجية صخرية أكبر بكثير وأكثر ضخامة، ويبدو أنها تحتوي على نوى حديدية عملاقة. لذا، فهو يتساءل عما إذا كان عطارد مهووسًا لمرة واحدة، أم أنه نتيجة كوكبية أكثر شيوعًا مما قد نعتقد؟
تمت صياغة فرضيتين رئيسيتين لتفسير وجود نواة معدنية كبيرة.
الأول يفترض أن الزئبق تراكم من كتل بناء غنية بالمعادن؛ مقارنة بالكواكب الأخرى، مثل الأرض، أخبرتني آن بومير، عالمة الطاقم وخبيرة الضغط العالي في مختبر كارنيجي في واشنطن العاصمة، عبر البريد الإلكتروني. والثاني يرى أن عطارد كان في البداية أكبر مما هو عليه اليوم، وكانت نسبة القشرة والوشاح أقرب إلى تلك الموجودة في الأرض، كما أخبرني بومير.
ومع ذلك، أخبرني بومير، وهو باحث مشارك في أداة قياس المغناطيسية على بيبي كولومبو، أن التأثيرات الكبيرة من المحتمل أن تجرد جزءًا كبيرًا من الوشاح الصخري لعطارد، وبالتالي تترك نواة حديدية كبيرة بشكل غير عادي.
لكن وجود نواة معدنية كبيرة لا يزال من الصعب تفسيره؛ يقول بومير إن عطارد يتحدى فهمنا لتكوين الكواكب.
— وبصرف النظر عن الأرض، فإن عطارد هو الكوكب الصخري الوحيد الآخر في نظامنا الشمسي الذي يتمتع بمجال مغناطيسي عالمي.
بالمقارنة مع الأرض، يتمتع عطارد بمجال مغناطيسي ضعيف، ويُعتقد أن هذا المجال يتولد في الجزء السائل من النواة، كما يقول بومير. وتقول إن هذه الحركة المستمرة تخلق تيارات كهربائية، والتي بدورها تخلق دينامو المجال المغناطيسي الذي يمكن أن يستمر لمليارات السنين.
المجال المغناطيسي العالمي
يولد الزئبق حاليًا مجالًا مغناطيسيًا عالميًا يغلب عليه ثنائي القطب عند السطح، وهو أضعف بحوالي 100 مرة من المجال المغناطيسي لسطح الأرض، وفقًا لمؤلفي ورقة بحثية نُشرت عام 2024 في المجلة. رسائل علوم الأرض والكواكب ملحوظة. ويشير المؤلفون إلى أن مغنطة القشرة الأرضية المتبقية التي يبلغ عمرها المستنتج من 3.7 إلى 3.9 مليار سنة تشير إلى أن الدينامو كان يعمل في تاريخ عطارد المبكر.
يمتلك الزئبق غلافًا خارجيًا هشًا يتكون من كميات محدودة جدًا من الأكسجين والهيدروجين والصوديوم والهيليوم.
لكن إذا كان لدى عطارد مجال مغناطيسي ضعيف، فلماذا لا يستطيع الاحتفاظ بغلاف جوي حقيقي؟
لا يكفي أن يكون لديك مجال مغناطيسي: يجب أن تكون كبيرًا بما يكفي لتجديد الغلاف الجوي وبعيدًا بما يكفي عن نجمك حتى لا ينفجر الغلاف الجوي الخاص بك، كما يقول بيرن. ويقول إن عطارد قريب نسبيا من الشمس، مما يعني أنه يحتاج إلى قصف من الرياح الشمسية.
الزئبق نفسه يتقلص
ويقول بومير إن هناك أيضًا أدلة على السطح تشير إلى أن الكوكب يتقلص. وتقول إن هذه العملية ربما ترجع إلى التبريد الأساسي ولكنها ليست مفهومة جيدًا.
— أخيرًا، يمتلك عطارد نوعًا من المواد الغامضة منخفضة الانعكاس التي تغطي مساحات كبيرة من سطحه.
من المحتمل أن تحتوي هذه المادة على الكربون الداخلي، مثل الجرافيت.
وفي بعض الفوهات، من المتوقع أن تكون مخفية تحت طبقات من الرواسب الأخرى، لذا فإن وجودها يكون على السطح وتحت السطح، كما يقول بومير. وتقول إن إحدى الفرضيات المتعلقة بأصله هي أنه تشكل كجزء من تبلور محيط الصهارة، في وقت مبكر من تاريخ عطارد.
التقطت المركبة الفضائية MESSENGER (سطح عطارد وبيئة الفضاء والكيمياء الجيولوجية والمدى) التابعة لناسا الصورة على اليسار، وهو تقريب للون الحقيقي لعطارد كما يمكن رؤيته بالعين البشرية، في 6 أكتوبر 2008. يستخدم عرض الألوان المبالغ فيه على اليمين جميع المرشحات الـ 11 في الأشعة المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء، لتسليط الضوء على اختلافات الألوان الدقيقة ومساعدة الجيولوجيين في رسم خرائط للمناطق ذات التركيبات المختلفة. تساعد طبيعة حدود الألوان واتجاهات الألوان وقيم السطوع الجيولوجيين في MESSENGER على فهم المناطق المنفصلة (أو “الوحدات”) على السطح. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز/معهد كارنيجي بواشنطن
منظر طبيعي فريد من نوعه من الجرافيت؟
يقول بيرن إن هذا الجرافيت قد يكون بقايا قشرة تعويم رقيقة غنية بالكربون كانت منتشرة على نطاق واسع، ومن المحتمل أنها كانت موجودة في جميع أنحاء الكوكب. وبمرور الوقت، ومع التأثيرات المتعاقبة التي تؤدي إلى تقلب وإعادة توزيع المواد القشرية، فضلاً عن البراكين السطحية، تم دفن معظم هذه القشرة الغنية بالجرافيت، أو إعادة صياغتها، أو إزالتها في الفضاء، كما يقول.
هل هناك أي نيازك عطارد معروفة هنا على الأرض؟
لا يوجد حاليًا أي نيازك مؤكدة رسميًا من عطارد على الأرض، على الرغم من أن العديد من الدراسات تشير إلى أن بعض النيازك (مثل كوندريت الإنستاتيت) يمكن أن تأتي من عطارد، كما يقول بومير.
ولكن هذا هو أحد الأسباب التي تجعل الهبوط على هذا الكوكب أمراً بالغ الأهمية.
يقول بيرن إن الهبوط على عطارد وإجراء التحليلات الكيميائية في الموقع من شأنه أن يمنحنا فكرة أفضل بكثير عما يجب البحث عنه في مجموعات النيازك الحالية في العالم. ويقول إنه من الممكن بالتأكيد أن يكون لدينا بالفعل قطع غير معروفة من الزئبق في هذه المجموعات.
ويكمن التحدي في الوقت الذي تستغرقه الرحلة، والطاقة اللازمة لإبطاء المركبة الفضائية للقيام بإدخال مداري ناجح والهبوط. يتطلب الهبوط عميقًا في بئر جاذبية الشمس تغيرًا هائلاً في السرعة (أو دلتا-V)، حتى أنه يفوق كمية الطاقة اللازمة لإرسال مسبار إلى بلوتو.
تشير دراسة مفهوم مهمة الكواكب التي أجرتها وكالة ناسا لعام 2020 إلى أن مهمة الهبوط ستستغرق مرحلة رحلة مدتها عشر سنوات قبل أن تهبط قبل حوالي 30 ساعة من غروب الشمس على كوكب عطارد. وتتمثل الفكرة في أن تعمل مركبة الهبوط بكامل طاقتها خلال ليلة عطارد، والتي تمتد لنحو 88 يومًا أرضيًا. ستستخدم مركبة الهبوط مصابيح LED لتصوير سطح عطارد، وربما يتم مساعدتها من خلال توهج منتشر من الغلاف الخارجي للصوديوم للكوكب.
الخط السفلي؟
يجب أن تهبط مركبة الهبوط أولاً بهدوء على سطح عطارد.
وفي ظل عدم وجود غلاف جوي، لا يمكن لمركبة الهبوط الاعتماد إلا على الصواريخ الراجعة؛ يقول بيرن: “لدينا خبرة في القيام بذلك على القمر، لكن الجاذبية على عطارد تبلغ الضعف تقريبًا”. لذا، فإن التحدي أكبر، وسيحدث بالضرورة بعد مرحلة رحلة أطول بكثير من الرحلة إلى القمر أو حتى المريخ، كما يقول.
مصادر:
آن بومير
بول بيرن
2024 رسائل علوم الأرض والكواكب
دراسة مفهوم عطارد التابعة لوكالة ناسا لعام 2020
