تريتون

تريتون

Triton -

 تريتون

تريتون

محمد خالد شاهين

اكتشافه

السطح

الغلاف الجوي

مهمات الرصد

تريتون Triton هو أكبر أقمار الكوكب نبتون Neptune والبالغ عددها 14 قمراً، وقد اكتشف القمر الرابع عشر في الخامس عشر من تموز/ يوليو 2013، بفضل مقراب الفضاء هبل Hubble. ويتميز تريتون بكونه القمر الكبير الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يدور في الاتجاه المعاكس لدوران كوكبه، أي إن له مداراً تقهقرياً retrograde (الشكل 1).

الشكل (1) الكوكب نبتون وقمره تريتون.

سُميت أقمار نبتون تيمناً بشخصيات من الأساطير اليونانية والرومانية ذات الصلة بنبتون إله المياه العذبة والبحر لدى الرومان، وبنظيره بوسيدون Poseidon إله البحر لدى اليونان. وقد سُمي تريتون تيمناً بابن بوسيدون، وكان تريتون يُدعى ساتل satellite نبتون، حتى اكتشاف القمر الثاني نرييد Nereid في عام 1949.

يعتقد العلماء أن تريتون هو جسم من حزام كويبر Kuiper belt، التقطته جاذبية نبتون منذ ملايين السنين. وحزام كويبر منطقة على شكل قرص disc-shaped تضم أجساماً جليدية وتقع أبعد من نبتون، أي على مسافة تبلغ ملايين الكيلومترات عن الشمس. ويُقدر وجود نحو مئات من الأقزام الجليدية ice dwarfs في تلك المنطقة، من أشهرها بلوتو Pluto وإيريس Eris. وثمة أوجه شبه عديدة بين تريتون وبلوتو.

يُطلق أحياناً على الأجسام ذات حجوم كواكب فرعية sub-planet في المنظومة الشمسية، والواقعة أبعد من نبتون -بما فيها تريتون (ساتل نبتون الكبير)- اسم الأقزام الجليدية، نظراً لكونها مكوّنة أساساً من الماء H₂O الصلب ومواد متطايرة volatile مجمدة أخرى. ويبرز هذا المصطلح موازياً ومغايراً معاً لمصطلح العمالقة الجليدية الذي يميّز أورانوس Uranus ونبتون.

اكتشافه

اكتشف الفلكي البريطاني ويليام لاسل William Lassell تريتون في العاشر من تشرين الأول/أكتوبر 1846، وذلك بعد سبعة عشر يوماً فقط على اكتشاف الفلكيين الألمانيين جوهان غوتفريد غال Johann Gottfried Galle وهينريتش لوي داريست Heinrich Louis d’Arrest للكوكب نبتون.

الخصائص الفيزيائية والمدارية

يدور تريتون حول نبتون كما يدور القمر حول الأرض، ويبلغ دوره المداري قرابة ستة أيام.

من المستبعد أن يكون الكوكب نبتون والقمر تريتون قد تشكلا معاً، بل من المرجح أن تريتون قد بدأ حياته بدوران حر حول الشمس، واقترب في أحد الأيام من كوكب نبتون فالتقطه بفعل جاذبيته القوية. وتقترح إحدى الدراسات الفلكية التي أجراها فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا في عام 2006 أن تريتون كان عضواً في جسم ثنائي binary يدور حول الشمس، ولدى اقتراب الجسم الثنائي من نبتون قام بانتزاعه بفعل قوة الجاذبية ليصبح ساتلاً له ويترك قرينه بمفرده.

يبعد تريتون عن الكوكب نبتون قرابة 354800 كم، وتقدر كتلته بقرابةكغ، وتبلغ انعكاسيته (بياضه)
albedo (وهو قياس قدرة السطح على عكس الضوء) 0.78. وهذا ما يفسر درجة حرارته المنخفضة جداً والتي تقدر بنحو 235 درجة سلزية تحت الصفر (أو قرابة 38 كالفن)؛ إذ إن معدل البياض المرتفع هذا يتسبب بانعكاس معظم ضوء الشمس الشحيح أصلاً، نظراً للمسافة الكبيرة التي تفصل تريتون عن الشمس والتي تقدر بنحو 4.5 مليار كم (30.06 وحدة فلكية). كما يبلغ قدر magnitude تريتون (وهو قياس لمقدار لمعانه) 13.47.

يبلغ قطر تريتون 2700 كم، وهو بذلك سابع أكبر أقمار المنظومة (المجموعة) الشمسية من حيث الحجم. وتبلغ كثافته نحو 2.050 غرام في السنتيمتر المكعب (علماً بأن كثافة الماء 1 غرام في السنتيمتر المكعب)، ويشكل جليد الماء ما بين 15 إلى 35% من القمر تريتون.

تُعدّ كثافة تريتون أعلى كثافة بين الكثافات المقيسة لسواتل الكواكب الخارجية outer planet باستثناء يوروبا Europa (ثاني أقرب الأقمار الكبيرة الأربعة وأصغرها أو سواتل غاليليو Galilean satellites، التي تدور في فلك كوكب المشتري)، وإيو Io (أوغل innermost سواتل غاليليو التابعة لكوكب المشتري Jupiter). ويقتضي ذلك أن تريتون يحوي صخوراً أكثر في داخله من السواتل الجليدية لكوكب زحل Saturn وكوكب أورانوس.

تشكّل تريتون على الأرجح في السديم الكوكبي الأولي protoplanetary كوكباً قزماً متجمداً، وقد يكون له تركيب مماثل للأجسام الكبيرة الأولية الأخرى مثل بلوتو، وإيريس، وسدنا Sedna، وسيرس Ceres، وفستا Vesta.

ويعتقد أن التطور المداري لتريتون -بعد أسره- وضعه في مسار تصادمي مع أي ساتل داخلي موجود؛ مما أدى إلى تصادمات بسرعات كبيرة ولدت حطاماً debris مهمّاً. ويرجح أن تريتون نفسه قد راكم جزءاً مهمّاً (أكثر من 20 %) من كتلته من هذا الحطام.

ولعل تعاظم هذه المادة قد تسبب بتسريع تضيق مدار orbital decay تريتون، وزيادة احتمال كونه مركّباً من مواد شمسية المركز heliocentric وكوكبية المركز planetocentric. ومع تلاشي مدار تريتون سيطر التسخين المدّي tidal heating على تطور تريتون المداري والحراري. ويرجح أن التسخين إبان تلك الحقبة كان إلى درجة كافية لحدوث ذوبان شامل لتريتون وتشكل محيطات تحت السطح subsurface.

السطح

يتكون تريتون من قشرة صلبة crust من الآزوت المجمَّد، تعلو غلافاً (وشاحاً) mantle جليدياً يعتقد أنه يغطي نواة core من الصخور والمعادن. وقد أظهرت الصور التي التقطتها المركبات الفضائية أن في سطحه عدداً قليلاً من الفوهات البركانية cratered، إضافةً إلى سهول بركانية ملساء، وهضاب صغيرة mounds، وحفر pits دائرية تشكلت بفعل تدفقات حمم بركانية جليدية icy lava (الشكل 2).

الشكل (2) صورة لبحيرات ممتلئة بالجليد على سطح تريتون.

ونظراً لكون تريتون أحد الأقمار القليلة النشطة جيولوجياً في المنظومة الشمسية فإن سطحه حديث العمر نسبياً، وله تاريخ جيولوجي معقد يتكشف في الأراضي التكتونية tectonic والبركانية الجليدية cryovolcanic المبهمة والتي يصعب تفسيرها. وثمة قسم من القشرة تنتشر فيه حَمَّات فوارة geysers يُعتقد أنها تطلق الآزوت.

يُعدّ تريتون أحد أبرد الأجسام في المنظومة الشمسية؛ ولهذا السبب فإن معظم الآزوت فيه مكثف على شكل صقيع، مما يعطي لسطحه لمعاناً جليدياً icy sheen يعكس 70% من أشعة الشمس التي تسقط عليه.

وقد أظهرت الصور التي التقطتها المركبة الفضائية فوياجر 2 (Voyager 2) لسطح تريتون أن له سطحاً فتياً يشتمل على تضاريس landforms مختلفة عن أي تضاريس معروفة في المنظومة الشمسية (الشكل 3). إذ يتضمن سطح تريتون أراضي «شمّامية» cantaloupe terrain (وهي تضاريس غريبة تنتشر فيها بقع دائرية إلى إهليلجية يراوح قطرها من 30 كم إلى 50 كم، وذات حواف rims سوداء تنتصب قرابة 300 م إلى 800 م أعلى من مراكزها)، وحَمَّات فوارة، وسلاسل تليّة طوليّة linear ridges طويلة قد تكون شبيهة بالسلاسل التليّة المزدوجة ليوروبا.

الشكل (3)

ومن المرجح أن الكثير من السمات المميزة لسطح تريتون هي ذات منشأ بركاني جليدي، وأنه قد تشكل نتيجة ذات التفاعل المعقد بين التبدد المدّي tidal dissipation، ونقل الحرارة، والتكتونية (تحركات القشرة)، الذي قاد إعادة التسوية في يوروبا وغانيميد Ganymede (قمرين من الأقمار الكبرى التابعة للمشتري)، وإنسيلادوس Enceladus (أحد أقمار زحل). إلا أن محدودية كل من التغطية والميْز resolution لفوياجر 2 لم تسمح بحل ألغاز التاريخ الجيولوجي لتريتون.

منذ أن صادف فوياجر الكواكب والسواتل جرى اكتشاف محيطات تحت سطحية في ثلاثة من سواتل غاليليو المتجمدة هي يوروبا وغانيميد وكاليستو Callisto. كما قدمت المعطيات التي حصلت عليها المركبة الفضائية كاسيني Cassini التي أطلقتها إدارة الطيران والفضاء الوطنية (ناسا) National Aeronautics and Space Administration (NASA) بالتعاون مع وكالة الفضاء الأوربية (إيزا) (ESA) European Space Agency ووكالة الفضاء الإيطالية Italian Space Agency (ISA) في تشرين الأول /أكتوبر 1997 -والمزودة بمسبار هيغنز Huygens- دلائل غير مباشرة على وجود محيطات في إنسيلادوس وتيتان Titan (أكبر أقمار زحل). وثمة براهين متزايدة على أن المحيطات تحت السطحية قد تكون مشتركة فيما بين الأقمار المتجمدة.

يخضع تريتون للبيئة المدّية والإشعاعية والتصادمية لساتل متجمد، ولكن مع التركيب الأولي لأجسام حزام كويبر. وفي الواقع إن ازدواجية تريتون المتمثلة بكونه كوكباً قزماً ملتقطاً من جهة، وساتلاً جليدياً كبيراً تعرض لأحداث تصادمية ومدّية متعاقبة وشديدة من جهة أخرى، يجعل منه عدسة فريدة لفهم مكوّنين رئيسيين من مكوّنات المنظومة الشمسية والإجرائيات الأساسية التي هيمنت على تطورهما.

الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي الرقيق لتريتون أساساً من الآزوت إضافةً إلى كميات قليلة من الميتان. ويتميز هذا الغلاف الجوي الآزوتي بانخفاض كثافته، إذ يقدر الضغط الجوي عند سطح تريتون بأربعة عشر مكروبار، أي أقل من جزء من 70 ألفاً (وفي دراسات أخرى جزء من 100 ألف) من الضغط الجوي الأرضي عند مستوى سطح البحر.

ويغلب الاعتقاد أن هذا الغلاف الجوي قد نشأ من النشاط البركاني في تريتون، والذي ينجم عن التسخين الموسمي بفعل الشمس. وتريتون وإيو والزهرة Venus هي الأجسام الوحيدة إضافةً إلى الأرض المعروفة حالياً بأنها نشطة بركانياً.

ونظراً لكون غلافه الجوي رقيقاً فهو لا يسمح بحمايته من صدم الصخور، وهذا ما يفسر الفجوات الكثيرة فيه.

إمكان وجود حياة

يشبه تريتون إلى حد ما يوروبا قمر المشتري، كما يشبه إلى حد ما تيتان قمر زحل. وثمة غلاف جوي رقيق شبيه بالغلاف الجوي لتيتان. وكما الأرض، يوجد في تريتون الآزوت وجزيئات معقدة أخرى. وبما أن الآزوت ينجم عن المخلفات التي تتركها الأنواع الحية قد تكون هذه الإشارات مبشرة بوجود شكل ما من أشكال الحياة على تريتون. لكن تريتون صغير الحجم، شأنه في ذلك شأن الأقمار الجليدية الأخرى؛ مما يجعله عرضة للفضاء ولبيئة الجسيمات المشحونة scharged particle في الغلاف المغنطيسي magnetosphere الدائر مع نبتون. وهذه الإشارات تُضعف الأمل بوجود حياة.

من المحتمل أن باطن تريتون كان فيما مضى دافئاً إلى حد احتواء طبقة سائلة تحت السطح مباشرة. ويوجد على الأرض بعض الكائنات التي بمقدورها الحياة في أي بيئة ذات مياه باردة، كما هي الحال تحت جليد القطب الشمالي.

وإجمالاً قد تبدو بيئة تريتون غير ملائمة للحياة كما هي مألوفة على الأرض، بسبب الإشعاعات والبرد. ولكن إذا كان باطن تريتون دافئاً إلى حد كافٍ فقد تكون هناك كائنات حية تحت سطح تريتون المتجمد. ولن يجري التحقق من هذا الأمر حتى إرسال مركبات فضائية مزودة بمسابر للهبوط على سطح تريتون وسبر باطنه.

مهمات الرصد:

حلقت المركبة الفضائية فوياجر 2 في عام 1989
-التي أطلقتها إدارة الطيران والفضاء الوطنية الأمريكية (ناسا) NASA في العشرين من آب /أغسطس 1977- بالقرب من نبتون، ثم بعد مضي 5 ساعات و14 دقيقة حلقت قريباً من تريتون على مسافة تقارب 39800 كم. إلا أن فوياجر 2 لم تتمكن سوى من تصوير 40% من سطح تريتون. ووجدت فوياجر 2 أن درجات حرارة سطح تريتون تبلغ 235 درجة سلزية تحت الصفر، وأن لتريتون حَمَّات فوارة نشطة، مما يجعله نشطاً جيولوجياً (الشكل 4).

الشكل (4) صورة مركّبة للبراكين الجليدية على متن تريتون استناداً إلى معطيات فوياجر 2.

يصَنَّف تريتون ضمن الفئة النادرة من الأقمار ذات الغلاف الجوي المهم والجيولوجيا النشطة، نظراً لوجود الحَمَّات الفوارة على سطحه، ولوجود غلاف جوي مكوّن أساساً من الآزوت والهدروجين. كما أن مصدر الطاقة الداخلي لتريتون، واحتمال وجود محيط سائل داخله يجعله هدفاً جذاباً للاستكشاف من منظور علم الحياة الفلكي astrobiology.

وقد اكتشف الفلكيون العاملون في مرصد لويل Lowell Observatory، الواقع في فلاغستاف Flagstaff في ولاية أريزونا Arizona الأمريكية في عام 1998
-اعتماداً على عمليات رصد جرى الحصول عليها من المقراب الفضائي هَبْل، ومن أجهزة القياس الأرضية- أن تريتون قد ارتفعت حرارته منذ زيارة مسبار الفضاء فوياجر له في عام 1989. وتتسبب هذه النزعة إلى التسخين في تحول أجزاء من سطح تريتون المكون من الآزوت المجمَّد إلى غاز؛ مما يجعل غلافه الجوي الرقيق أكثر كثافة.

كما أجرى الفلكيون العاملون في المرصد الأوربي الجنوبي (إيزو) European Southern Observatory (ESO)، الواقع في تشيلي Chile، في عام 2010 أول عمليات رصد بالأشعة تحت الحمراء للغلاف الجوي لتريتون، باستخدام المقراب الكبير جداً Very Large Telescope (VLT)، وتوصلوا إلى أن الصيف في أوجِه في نصف الكرة الجنوبي من القمر آنذاك، في حين يسود فصل الشتاء نصف الكرة الشمالي. كما اكتشف فريق الباحثين الأوربيين باستخدام المقراب الكبير جداً وجود أول أكسيد الكربون، وحققوا أول كشف للميتان -اعتماداً على المراقبة من الأرض- في الغلاف الجوي الرقيق لتريتون.

وأثبتت تلك المراقبات أن الغلاف الجوي الرقيق يتغير فصلياً، وأن حرارة الصيف تتسبب في ازدياد سماكته. أي إن الشمس تفرض وجودها هناك على الرغم من المسافة الكبيرة التي تفصلها عن تريتون. ومن ثمَّ فإن للقمر الجليدي تريتون فصولاً، كما الأرض، إلا أن الفصول التريتونية تتغير ببطء كبير جداً.

أكدت الدراسات أن تسخين نصف الكرة الجنوبي لتريتون يسهم في تحول طبقة رقيقة من الآزوت والميتان وأول أكسيد الكربون المتجمدين إلى غاز، متسبباً بزيادة سماكة الغلاف الجوي الجليدي مع مرور الفصول في تريتون إبان دورة نبتون حول الشمس التي تستغرق 165 سنة. ويدوم الفصل الواحد في تريتون أكثر بقليل من 40 سنة، وأن الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الجنوبي لتريتون قد حدث في عام 2000.

وقد تمكنت مركبة الفضاء نيوهورايزونز New Horizons -التي أطلقتها ناسا في 19 كانون الثاني/يناير 2006 بهدف استطلاع بلوتو وقمره شارون Charon، ثم زيارة بعض الأجسام في منطقة حزام كويبر- من تصوير منظومة نبتون التي بدا فيها كل من نبتون وتريتون. وقد التقطت هذه الصور في 16 تشرين الثاني/نوفمبر 2008، ونُشرت في 12 آذار/(مارس) 2009. وتعدّ هذه المراقبات الأولى منذ مراقبات فوياجر 2 قبل عقدين من الزمن. وتجدر الإشارة إلى أن المركبة نيوهورايزونز قد التقطت الصور وهي على مسافة 3.75 مليار كم عن تريتون؛ وقد نجحت في ذلك بفضل مصور الاستطلاع بعيد المدى Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) المركّب على متنها. وتمكنت على الرغم من هذه المسافة الكبيرة من تمييز ضوء نبتون من ضوء تريتون، وقدرت لمعان الكوكب بمئة وثمانين ضعف لمعان قمره (الشكل 5).

الشكل (5) صورة نبتون وتريتون التي التقطتهاالمركبة نيوهورايزونز.

الآفاق المستقبلية

قامت مجموعة من الباحثين الأمريكيين في عام 2005 بإعداد مشروع مهمة فضائية إلى نبتون وتريتون بتكلفة تقديرية قدرها 4 مليارات دولار، ويتطلب الحصول على موافقة ناسا والكونغرس الأمريكي على هذا المشروع عشر سنوات. وفي حال إقرار هذا المشروع ستتطلب الرحلة (ومسافتها 4.5 مليار كم) مركبة فضائية زنتها 36 طناً، تؤدي دور المركبة الأم، ومزودة بمجموعة من المسابر، يخصص أحدها للهبوط على سطح تريتون.

وقد شكلت ناسا لجنة لإجراء دراسة مفصلة لمشروع المهمة الفضائية إلى نبتون وتريتون وأجسام حزام كويبر، تتناول مختلف الجوانب العلمية والفنية والتقانية والمالية والمخاطر، وقد أتمت اللجنة تقريرها وتوصياتها في عام 2010.

وثمة مهمة جديدة أطلق عليها اسم تريدنت Trident تهدف إلى الكشف عن أسرار القمر تريتون، وتنافس أربع مهمات جديدة يجري العمل على تطوير دراسات مبدأ لها ضمن برنامج ناسا للاكتشافات. وينتظر أن يجري انتقاء مهمتين من المهمات الأربع؛ لتغدوان مهمتين كاملتي الأهلية، تطلقان إلى الفضاء في العقد القادم.

وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن وكالة الفضاء الأوربية إيزا تدرس إمكان إرسال مركبة مدارية orbiter إلى نبتون مع تنفيذ تحليقات متكررة فوق تريتون. ويفترض أن تستند مكوّنات المهمة إلى المكوّنات التي استخدمت في المهمات السابقة (غاليليو وكاسيني فيما يخص المركبة، وكاسيني وجوس Juice وروزيتا Rosetta فيما يخص المعدات). وقد اقُتِرح موعدان مبدئيان للإطلاق هما عام 2028 (مع وصول في عام 2043)، وعام 2041 (مع وصول في عام 2056).

التصنيف : تقانات الفضاء والفلك

النوع : تقانات الفضاء والفلك

المجلد: المجلد الثامن

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية