في كل ثانية ، تضرب الأرض بلايين من الصواريخ الصغيرة جدًا. يأتون من الفضاء الخارجي. لكنها ليست هجومًا فضائيًا. هذه الأجسام المسرعة هي في الواقع أجزاء من الغبار الفضائي. أنها تأتي في جميع الأحجام. بعضها يحتوي على جزيئات قليلة فقط. يتشابه البعض الآخر في الحجم مع البقع الموجودة أسفل سريرك والتي تتكتل معًا في أرانب الغبار. و Biggies؟ يمكن أن تكون بحجم حبيبات الرمل.
تشكلت بعض هذه البقع عندما اصطدمت الكويكبات بالكواكب أو الأقمار أو الصخور الفضائية الأخرى. البعض الآخر عبارة عن حطام خلفته المذنبات المتناثرة حول الشمس. وقد سافر عدد قليل من الطريق خارج نظامنا الشمسي. ما تشترك فيه كل هذه الموتات هو السرعة. تطير بسرعة تصل إلى 72 كيلومترًا في الثانية (45 ميلًا في الثانية). هذا أسرع 50 مرة من رصاصة مسرعة!
يمكن أن تؤدي حبيبات الغبار فائقة السرعة هذه إلى إتلاف المعدات التي تدور في الفضاء. في الواقع ، يمكنهم ثقب المعدن أو الزجاج. فلماذا لا تؤذي هذه الصخور الصغيرة المتساقطة أسطحنا أو طرقنا - أو حتى أجسادنا؟ شكرا لدرع عملاق يحمي كوكبنا. قد يبدو الهواء في كل مكان حولنا وكأنه لا شيء. ومع ذلك ، بالنسبة إلى حبيبات الغبار التي تقترب من الفراغ القريب من الفضاء ، قد يكون هذا الهواء أيضًا جدارًا صلبًا.
بعد اصطدامه بالغلاف الجوي ، يتباطأ الغبار الفضائي. تتبخر بعض القطع ، مما يعطي الكثير من الحرارة والضوء. يمكن أن تتألق بقع بحجم حبة الرمل أو أكبر بما يكفي لرؤيتها. تُعرف هذه بالنيازك أو شهاب. (يمكن أن تتحول الصخور الفضائية الكبيرة أيضًا إلى نجوم ساطعة). يتبخر بعض الغبار الفضائي تمامًا. لكن البقع الأخرى تذوب وتتصلب مرة أخرى ثم تسقط برفق على الأرض. هناك ، يميلون إلى الاختلاط بكل الغبار الآخر من مصادر مختلفة.
طوال رحلة ذرة من الغبار الفضائي ، يراقب العلماء ويتعلمون. يدرس الباحثون كيف يضر الغبار الفضائي بالأقمار الصناعية. إنهم يعملون على معرفة ما يحدث عندما تتصادم أجزاء من الغبار مع جزيئات في الغلاف الجوي للأرض. وعلى الأرض ، يقومون بغربلة المزاريب بحثًا عن النيازك الدقيقة - أجزاء من الغبار الفضائي التي نجت من الرحلة الطويلة إلى الأرض.
"سريع للغاية"
لحظة واحدة ، كان القمر الصناعي Copernicus Sentinel 1A يهتم بشؤونه الخاصة ويلتقط صورًا لسطح الأرض. في المرة التالية ، اصطدم شيء ما بأحد الألواح الشمسية التي توفر الطاقة للمركبة. جعل التأثير تأثيرًا أوسع من كرة السلة. كان الجاني ذرة غبار فضائي بحجم حبة الرمل. لحسن الحظ ، الضرر لم يكن سيئا للغاية. لا تزال الكثير من الألواح الشمسية الأخرى للقمر الصناعي تعمل.
كيف يمكن لشيء صغير مثل حبة الرمل أن يحدث مثل هذا الانبعاج الكبير؟ المفتاح هو السرعة. تقول سيغريد كلوز:"هذه الأشياء تسير بسرعة جنونية". هي مهندسة تدرس تصميم المركبات الفضائية في جامعة ستانفورد في بالو ألتو ، كاليفورنيا. هذه السرعة العالية تمنح حبيبات أكبر قوة كافية لثقب مركبة فضائية.
لكن الحبوب الكبيرة نادرة إلى حد ما. معظم جزيئات غبار الفضاء مجهرية. لا داعي للقلق بشأن الخدوش أو الثقوب الصغيرة التي يصنعونها. ومع ذلك ، فقد تسبب نوعًا آخر من الضرر. في بعض الأحيان ، تفشل الأنظمة الكهربائية على المركبة الفضائية ولا يمكن لأحد معرفة السبب. يعتقد كلوز أن بقع الغبار الصغيرة قد تكون مسؤولة عن بعض هذه الإخفاقات.
عندما تصطدم ذرة بمركبة فضائية ، تنفجر. يقول كلوز إن الانفجار "يشبه تفجيرًا نوويًا صغيرًا جدًا". إذا حدث الاصطدام بسرعة عالية بما يكفي ، فإنه ينتج عنه موجة من الإشعاع تُعرف باسم النبض الكهرومغناطيسي (EMP). سوف ترسل هزة من الكهرباء عبر أي إلكترونيات قريبة. قد يتسبب هذا في حدوث خلل أو إيقاف تشغيلها.
في التجارب التي أُجريت على الأرض ، تم رش مواد مركبة فضائية ذات جسيمات سريعة الحركة. ثم قامت بقياس الانفجارات. وأكدت أن النبضات الكهرومغناطيسية كانت قوية بما يكفي لإفساد الإلكترونيات.
من المحتمل ألا تؤثر النبضات الكهرومغناطيسية هذه على أي معدات في أعماق مركبة فضائية أو محطة. لكن يمكنهم العبث بالإلكترونيات على السطح الخارجي للمركبة الفضائية ، مثل الهوائيات التي تنقل البيانات. يقول كلوز:إذا كان رائد فضاء في رحلة سير في الفضاء واصطدمت بقعة غبار بالمركبة الفضائية القريبة ، فمن المحتمل أن تعطل النبضات الكهرومغناطيسية الاتصالات. يهدف عملها إلى مساعدة المهندسين على اكتشاف طرق أفضل لحماية المعدات الكهربائية من هذه التأثيرات الدقيقة.
غبار حتى غبار
البقع الأرضية التي لا تصطدم بالأقمار الصناعية أو غيرها من الأشياء يجب أن تنجو من عقبة جديدة:الهواء. يتكون الغلاف الجوي من جزيئات الغاز وأجزاء من غبار الأرض العائم. هذا الهواء يخفف كلما ارتفعت.
في الروافد العليا ، على بعد 150 كيلومترًا (أكثر من 93 ميلاً) من الأرض ، يمكن أن يحدث شيء مثير للاهتمام. يوضح أرجون بيريرا أن غبار الفضاء "[كشط] أجزاء من الغلاف الجوي". وهو عالم فيزياء نظرية في جامعة إدنبرة في اسكتلندا. يمكن أن تؤدي بقع الغبار الفضائي إلى إرسال غبار الأرض الأصلي إلى الفضاء.
إنه مثل ما يحدث عندما تصطدم إحدى الكرات بأخرى خلال لعبة الجولف المصغر. تتوقف الكرة الأولى أو تبطئ عندما يبتعد اللاعب المُضرب بسرعة. في الغلاف الجوي العلوي ، يعطي الغبار الفضائي السريع جزيئات الغاز المنجرفة أو بقع الغبار دفعة قوية. تظهر حسابات بيريرا أنها يمكن أن تتحرك بسرعة كافية للهروب من جاذبية الأرض. وفي الهواء الطلق ، يمنحهم هذا فرصة جيدة للطيران في الفضاء الخارجي دون الاصطدام بأي شيء آخر في الطريق.
قد تنتهي هذه الجسيمات الآن بالسفر إلى كواكب أخرى. إذا كانوا يتحركون بسرعة كافية ، فقد يبحرون حتى إلى أنظمة شمسية أخرى. هذا يعني أن الأرض قد تكون قادرة على تبادل أجزاء من سمائها مع تلك الموجودة في العوالم الأخرى.
هل يمكن للكواكب أن تتبادل أكثر من الغاز والغبار؟ هل يمكن أن تنشغل أشكال الحياة المجهرية في العمل؟ تعتقد بيريرا أن ذلك ممكن. لذا يقول إن الغبار الفضائي قد يساعد في نشر حياة الأرض عبر الكون. ويضيف أنه ليس من المسلم به - ولكنه "ربما" كبير. وإليك السبب.
يجب أن يطفو الميكروب عالياً في الهواء حتى تتمكن بقعة فضائية من طرده من الغلاف الجوي. تعيش أشكال الحياة المجهرية في السماء. ولكن وجدها الناس فقط على ارتفاع يصل إلى حوالي 15 كيلومترًا (9 أميال) فوق سطح الأرض. وهذا يمثل عُشر الارتفاع الذي قد يحتاجون إليه للانطلاق في الفضاء من خلال مواجهة الغبار الفضائي.
من الممكن أن تكون الحياة المجهرية موجودة على هذا الارتفاع. حتى الآن ، ومع ذلك ، لم ير أحد ذلك. في المناطق البعيدة من الغلاف الجوي العلوي ، ينتشر كل شيء بشكل رقيق جدًا. يقول كوستاس كونستانتينيديس إن العثور على أي حياة هناك "سيكون مثل البحث عن إبرة في عبوة من القش". في معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا ، يدرس أشكال الحياة في الغلاف الجوي للأرض.
لم يشارك في بحث بيريرا. ومع ذلك ، فهو يعتقد أنه من المنطقي أن تصل بعض أشكال الحياة إلى الغلاف الجوي العلوي. سيكونون نادرًا جدًا.
إذا كانت الميكروبات تحلق عالياً ، فسيتعين عليها أن تنجو من اصطدام سريع مع ذرة من الغبار الفضائي. ثم سيحتاجون إلى الاحتماء في رحلة طويلة عبر الفضاء الخارجي. أخيرًا ، سيتعين عليهم الهبوط في مكان ما بالماء وغيره من الضروريات للبقاء على قيد الحياة.
كل هذا يبدو غير مرجح إلى حد كبير. لكن بعض الحياة المجهرية صعبة للغاية. يمكن لبعض الميكروبات أن توقف عملياتها الأيض . هذا يعني أنهم يوقفون أجسادهم بشكل أساسي. يمكنهم قضاء آلاف السنين في تلك الرسوم المتحركة المعلقة. ويقول إنه فقط عندما تتحسن الظروف يمكنهم البدء في النمو مرة أخرى.
يقول كونستانتينيديس إن فكرة أن الغبار الفضائي قد يرسل حياة مجهرية صاروخية بين الكواكب "فكرة جيدة ومجنونة". ومع ذلك ، سيستغرق الأمر العديد من التجارب لتأكيد ما إذا كان هذا يمكن أن يحدث.
البحث عن الكنز في المزاريب
يعرف جون لارسن الأفكار المجنونة. إنه موسيقي جاز في أوسلو بالنرويج ، وقد استمتع دائمًا بصيد موسيقى الروك. في صباح أحد أيام حزيران (يونيو) 2009 ، كان يتناول وجبة الإفطار في الخارج في منزله الريفي. يقول:"ظهرت هذه النقطة الصغيرة فجأة على طاولتي". "أضعها في أناملي." كانت صخرة مستديرة صغيرة جدًا. يبدو أنه سقط مباشرة من السماء.
فجأة أخذ صيد الصخور في لارسن منعطفًا مجنونًا. قرر البحث عن نيازك دقيقة - الغبار الفضائي الذي جعله يصل إلى الأرض. لقد تعلم أن هذه الصخور الدقيقة تسقط على الأرض طوال الوقت. لكن لم يعتقد أحد أنه من الممكن العثور عليهم في المدن. معظم النيازك الدقيقة هي أحجار سوداء لامعة وكروية الشكل. قد يتشابه الغبار الناتج عن تدريبات الطاقة والمحركات والمصانع والأنشطة البشرية الأخرى.
لكن لارسن لم يدع هذه الحقيقة تمنعه. بدأ في جمع الغبار من جوانب الطرق وجرفه من فوق أسطح المنازل. يقول:"إنها مهمة قذرة للغاية". نظر إلى الغبار تحت المجهر وبدأ في فرزها. لقد تعلم الفرق بين بقع الرصيف والحبوب من الألعاب النارية. نظر إلى الغبار من ورشة لحام وقاطرة بخارية. لقد تعلم التعرف على الغبار الذي لم يكن بالتأكيد من الفضاء.
حدث انفراجة في عام 2015. وذلك عندما وجد أول نيزك دقيق له. كان في كوخه مرة أخرى. يقول:"وجدت واحدة في مزراب المطر". نظر ماثيو جينجي ، خبير النيازك في إنجلترا في إمبريال كوليدج لندن ، إلى صورة بقعة ثمينة. بدا الأمر واعدًا ، لذلك دعا لارسن إلى مختبره. هناك ، قام جينجي بتشغيل تلك الحبوب وعدة عشرات من الحبوب الأخرى من خلال الاختبارات. في النهاية ، خلص إلى أن لارسن وجد 50 نيزكًا صغيرًا.
الآن ، أصبح لارسون باحثًا ضيفًا في جامعة أوسلو. لقد وجد الآلاف من النيازك الدقيقة وكتب كتابين عن هذه العملية. يمكن لأي شخص أن يفعل ذلك ، كما يقول.
الخطوة الأولى هي جمع الغبار. يقول لارسن إن أسطح المنازل هي أفضل مكان للبحث. يشطف الغبار ثم يستخدم شاشة لتصفية الجزيئات التي يزيد عرضها عن 300 ميكرومتر - أي ما يقرب من أربعة أضعاف عرض شعرة الإنسان. ثم يجفف الغبار ، ويضع كيسًا بلاستيكيًا فوق المغناطيس ويمرر المغناطيس فوق الغبار. معظم النيازك الدقيقة مغناطيسية. لذلك قام بسحب الكيس بعناية من المغناطيس لجمع أي غبار عالق. هذه الحبوب هي ما ينظر إليه تحت المجهر.
حتى بعد كل هذه الخطوات ، قد يبحث لارسن في 10000 حبة ليجد واحدة فقط من الفضاء. يقول:"إنها صخور صغيرة وحيدة ونادرة". "لكنهم في كل مكان. سوف تجدهم على الإطلاق على كل سطح. "
أسئلة الفصل الدراسي
يلتقط لارسن صورًا جميلة للنيازك الدقيقة التي يجدها. حتى أنه عرض صورهم في معرض فني. لكن عمله كان له تأثير على العلم أيضًا. يدرس الباحثون النيازك الدقيقة للتعرف على النظام الشمسي. كل بقعة تشبه كبسولة زمنية من اصطدام طويل أو حدث كوني آخر. لقد جعل لارسن من السهل أكثر من أي وقت مضى تحديد موقع هذه القطع النادرة من الغبار الفضائي. في أوقات فراغه بين الحفلات كفنان جاز ، "انتهى به الأمر إلى اكتشاف اكتشاف فقده العلماء المحترفون ،" كما يقول جينجي.
قد تكون حبيبات الغبار الفضائي صغيرة ، لكن يمكن أن يكون لها تأثير هائل. في بعض الأحيان يكون ذلك بمثابة اصطدام متهور بقمر صناعي أو جسيم ينحدر عبر الغلاف الجوي للأرض. في أوقات أخرى ، يمكن رؤية تأثيره على العلم نفسه. عندما يجد الناس هذه الصواريخ الصغيرة من الفضاء ، يمكنهم إعطاء العلم لمحة عن تاريخ نظامنا الشمسي والكون من بعده.
