برلين، عباس الخشالي (دويتشه فيله) هل قلب الأرض المكون من الحديد صلب لا يتحرك بسبب الضغط الهائل وارتفاع درجات الحرارة؟ باحثون من الولايات المتحدة والصين درسوا سلوك ذرات الحديد داخل جوف الأرض بواسطة الذكاء الاصطناعي.



تمكن الفريق البحثي من العثور على دلائل على أن ذرات النواة الداخلية تتحرك بشكل أكبر بكثير مما كان معتقدًا حتى الآن.

ليس هناك مكان آخر في الأرض حيث تكون درجات الحرارة عالية بشكل مثير للدهشة والضغط كبير إلى درجة الانصهار، مثلما هو الحال في نواة الأرض ، حيث يصهر الضغط ذرات الحديد داخل الأرض لتكوين نواة داخلية صلبة. ومع ذلك، حتى في هذه الظروف القاسية، هناك مجال للحركة، كما تبين لفريق من الباحثين الآن.

ونقل موقع "فرانكفورتر روند شاو" الألماني أن باحثين من الولايات المتحدة والصين كشفوا في دراسة عن قدرة مجموعات معينة من ذرات الحديد في النواة الداخلية للأرض على التحرك بسرعة. إذ يبدو أنها قادرة على تبادل مواقعها في جزء من الثانية، لكنها تحافظ على تركيبها الأساسي.

ويعرف هذا النوع من الحركة باسم "الحركة التجمعية". يمكن ملاحظتها في الحياة اليومية في أمثلة مثل أسراب الطيور وقطعان الحيوانات وأيضًا في حشود الناس أو حركة المرور.



المختبر بدلا من جوف الأرض
لا يمكن للباحثين دراسة النواة الداخلية للأرض مباشرة لأنه في جوف الأرض الداخلي تكون الحرارة مرتفعة جداً والضغط مرتفع، ولا يمكن فعليا الوصول إلى نواة الأرض. ولكن باستخدام الاختبارات في المختبر والنماذج النظرية، تمكن الفريق البحثي من العثور على دلائل على أن ذرات النواة الداخلية تتحرك بشكل أكبر بكثير مما كان معتقدًا حتى الآن.

ويمكن أن تساعد هذه النتائج في فهم مجموعة من الخصائص المدهشة لنواة الأرض التي اهتم بها العلماء لفترة طويلة، مثل كيفية تكوين مجال الأرض المغناطيسي على وجه الدقة.

يقول جونغ - فو لين من جامعة تكساس، أحد الكتّاب الرئيسيين للدراسة: "الآن نعرف الآلية الأساسية التي ستساعدنا في فهم العمليات الديناميكية وتطور النواة الداخلية للأرض".

لدراسة الحركة الجماعية لذرات الحديد أنشأ الفريق الأمريكي الصيني نموذجا صغيرا من نواة الأرض في المختبر. في البداية استخدمت لوحة حديد صغيرة وأطلقت جسيمات سريعة الحركة عليها. هذا الإجراء أعطى الباحثين بيانات حول درجة الحرارة والضغط والسرعة، وجرى بعد ذلك إدخالها في نموذج كمبيوتر يحاكي ذرات الحديد في النواة الأرضية باستخدام الذكاء الاصطناعي .



محاكاة من الواقع
بواسطة الذكاء الاصطناعي ، جرى إنشاء "خلية عملاقة" تحتوي على حوالي 30000 ذرة، واستفاد منها الفريق البحثي لتوقع خصائص الذرات بدقة أكبر. ما لاحظه الفريق كان غير متوقع: مجموعات من الذرات كانت تتحرك وتبادل مواقعها، في حين تم الحفاظ على الهيكل السداسي الأساسي للحديد.

هذا الحركة غير المتوقعة للذرات يمكن أن تفسر لماذا تظهر القياسات الزلزالية للنواة الأرضية الداخلية أكثر نعومة وقابلة للتشكيل بكثير مما يُتوقع عند هذا الضغط العالي، حسبما يقول الفريق البحثي. وقد اقترح فريق بحث آخر أنه يمكن أن يكون هناك حديد سائل محاصر في النواة الأرضية الداخلية.

الباحث يو جن جانغ من جامعة سيتشوان، المؤلف المشارك في الدراسة الحالية، يقول: "الاكتشاف الكبير الذي أجريناه هو أن الحديد الصلب في عمق باطن الأرض يصبح ناعمًا بشكل مدهش، لأن ذراته يمكن أن تتحرك بشكل أكبر بكثير مما توقعنا. هذه الحركة تجعل النواة الداخلية أقل صلابة وأضعف في مواجهة قوى القص."



بالصور.. كواكب شبيهة بالأرض تسبح في الكون الفسيح
كوكب آخر شبيه بالأرض: اكتشف المرصد الأوروبي الجنوبي كوكبا ثالثا يشبه الأرض يدور حول النجم الأقرب إلى النظام الشمسي للأرض يُعرف باسم "بروكسيما سنتوري" ويبعد عن نظامنا الشمسي بأربع سنوات ضوئية. وأرجع العلماء كونه شبيها بالأرض لتوافر ظروف قد تجعل الحياة ممكنة نظريا مثل درجة الحرارة والجاذبية على سطحه والغلاف الجوي مع إمكانية وجود مياه.



التلسكوب العظيم يكتشف "بروكسيما دي": اكتشف علماء الفلك الكوكب "بروكسيما دي" بفضل التلسكوب العظيم التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في صحراء تشيلي. يعد الكوكب المكتشف حديثا الأخف وزنا من بين ثلاثة كواكب تدور حول أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي. وكان علماء المرصد الأوروبي قد اكتشفوا الكوكب "بروكسيما بي" الأكبر من بين الكواكب الثلاثة باستخدام أداة البحث عن الكواكب عالية الدقة (هاربس).



مركبة الفضاء "كبلر" بها تلسكوب لصيد الكواكب: لم يقتصر اكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض على استخدام التلسكوبات الموجودة على الأرض، بل ساهم في الأمر تلسكوبات تتجول في الفضاء. فعلى سبيل المثال، تبحث مركبة الفضاء "كبلر" عن كواكب شبيهة بالأرض منذ عام 2009. ولتكون الكواكب شبيه بالأرض يشترط أن تتوافر عليها صخور أو معادن وسطح صلب على عكس عمالقة الغاز في مجموعتنا الشمسية مثل المشتري أو زحل.



مسافة بعيدة جدا: يقع الكوكب "كبلر 186 إف" خارج المجموعة الشمسية على بعد 500 سنة ضوئية من الأرض ويدور حول نجمه الأحمر "كبلر 186". وهذه الشمس الصغيرة تمتلك قرابة 4٪ فقط من طاقة الشمس في مجموعتنا الشمسية. ويدور هذا الكوكب حول نجمه في مسافة معايرة بشكل تام، لذا فإن الماء على سطحه لا يتجمد أو يتبخر وهو ما يعد شرطا مسبقا لافتراض الحياة على سطحه، لكن لم يحسم حتى الآن ما إذا كان يوجد على سطحه مياه أم لا.



مجرد رسومات وليست صورا دقيقة: لا توجد أي صور دقيقة للكواكب خارج مجموعتنا الشمسية حولنا إذ يقتصر الأمر على صور وما يُطلق عليه "تمثيلات فنية" مثل صورة الكوكب "كبلر 186 إف" فيما لا توجد صورة حتى الآن لكوكب آخر اكتشف مؤخرا هو "كبلر 438 بي" الذي يدور حول نجم شبيه بالشمس على بعد حوالي 470 سنة ضوئية من الأرض والذي اكتشفته ناسا عام 2014.



كواكب تغطيها محيطات: تظهر هذه الصورة الكوكب "كبلر 62 إي" محاطا بمحيط. يتفق العلماء على أن الكواكب الشبيهة بالأرض خارج نظامنا الشمسي تضم على الأرجح محيطات كبيرة. يتواجد هذا الكوكب في القيثارة أو الكوكبة "ليرا" التي تبعد 1200 سنة ضوئية من الأرض.



إخوة "كبلر 62 إي": الكوكب "كبلر 62 إي" ليس وحيدا فلديه إخوة مثل الكوكب "كبلر 62 إف" الذي يبلغ قطره أكثر من قطر الأرض بـ 1.4 مرة ويقع في نظامه الشمسي بعيدا قليلا عن شقيقه الأكبر "كبلر 62 إي" الذي يبلغ حجمه أكثر من حجم الأرض بـ 1.61 مرة. ويعتقد العلماء أن كلاهما يصلح للحياة لاحتمال وجود صخور ومياه.



كوكب يدور حول شمسين: رغم أن الكوكب "كبلر 16 بي" يتواجد في أطراف منطقة قد تكون صالحة للسكن، إلا أنه لا يمكن وجود حياة عليه نظرا لأنه يدور حول شمسين صباحا ومساء ما يجعل سكانه قادرين على مشاهدة شروقتين وغروبين، لذا يرجح العلماء أن يكون هذا الكوكب غازيا ما يجعل الحياة على سطحه مستحيلة للكائنات التي تحتاج إلى تنفس الهواء النقي.



مرصد هابل الفضائي يكتشف المزيد: تتواجد "أعمدة الخلق" في سديم النسر والتي تعرف أيضا باسم "مسييه 16" وتقع على بعد حوالي 7000 سنة ضوئية وتم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي المشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية وناسا فيما يعتقد أنها تحتوى على مجموعة من النجوم الناشئة والساطعة بما في ذلك أنظمة شمسية.



الأنوار المضيئة: تظهر هذه الصورة ضبابا كثيرا لكن أيضا تظهر ألوانا إذ أن الإشعاع الذي تبعثه النجوم الساطعة يخترق الغبار والغاز في الأعمدة. ساعدت الصور التي التقطها التلسكوب هابل الباحثين في مراقبة التغيرات في التكوين على مدى فترات زمنية طويلة.



مولد نجم: تحتوى مجرة NGC 4102 على ميزة يُطلق عليها نواة منطقة خط انبعاث نووي منخفض التأين أو "لاينر"، ما يعني أنها تصدر إشعاعات أيونية مثل ما يقرب من ثلث كافة المجرات. أما في الوسط، فتوجد منطقة انفجار الشمس حيث تولد النجوم الناشئة، فيما يبلغ قطرها حوالي 1000 سنة ضوئية. وفشل العلماء في فهم العمليات الدقيقة التي تحدث في منطقة الانفجار.



مجموعة أو كوكبة هرقل: تقع مجموعة النجوم هذه في الجزء الشمالي من مجموعة أو كوكبة هرقل وتسمى "ميسييه 92". وفي الليالى المظلمة يمكن رؤية كوكبة هرقل من الأرض خاصة إذا كانت السماء صافية. وتضم قرابة 330 ألف نجم يتكون معظمها من الهيدروجين والهيليوم. أما العناصر الأثقل مثل المعادن فهي شئ نادر.



أفضل لقطة لمجرة أندروميدا: يبلغ حجم الصورة الأصلية من هذه الصورة لمجرة أندروميدا 1.5 مليار بكسل. وتعد هذه الصورة الأكثر تفصيلا التي تم التقاطها حتى الآن لتلك المجرة التي تضم 100 مليون نجم وآلاف العناقيد والمجموعات النجمية. ولمشاهدتها بكل جمالها ، يحتاج المرء إلى 600 شاشة تلفزيون عالية الدقة. ويفصل بين بداية ونهاية الصورة 40000 سنة ضوئية.



إعداد: فابيان شميت / م. ع/ص.
ش