العلماء يحاكيون انفجارًا نوويًا ناجحًا لكويكب في المختبر

العلماء يحاكيون انفجارًا نوويًا ناجحًا لكويكب في المختبر

قد تكون موجة من الأشعة السينية الناتجة عن انفجار نووي كافية لحماية الأرض من اقتراب كويكب. وهذا يظهر من نتائج تجربة لأول مرة.

تُظهر النتائج، التي نُشرت في 23 سبتمبر في مجلة Nature Physics، "دليلًا تجريبيًا مباشرًا ومذهلًا حقًا على مدى فعالية هذه التقنية"، وفقًا لدون جرانينجر، عالم الفيزياء في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في لوريل بولاية ماريلاند. "إنه عمل مثير للإعجاب للغاية."

صمم ناثان مور، الفيزيائي في مختبرات سانديا الوطنية في ألبوكيرك، نيو مكسيكو، وفريقه التجربة لمحاكاة ما يمكن أن يحدث إذا تم تفجير قنبلة نووية بالقرب من كويكب. حتى الآن، درس العلماء ديناميكيات موجة ضغط القنبلة، والتي تنشأ عن تمدد الغاز والضغط على الكويكب. ومع ذلك، يعتقد مور وفريقه أن الكمية الكبيرة من الأشعة السينية الناتجة عن الانفجار يمكن أن يكون لها تأثير أكبر على تغيير مسار الكويكب.

استخدم الفريق آلة سانديا Z الضخمة، والتي تستخدم المجالات المغناطيسية لتوليد درجات حرارة عالية وأشعة سينية قوية. أطلقوا الأشعة السينية على اثنين من الكويكبات التجريبية التي كانت بحجم حبوب البن تقريبًا. يقول مور: "يتدفق حوالي 80 تريليون واط من الكهرباء عبر الآلة لمدة حوالي 100 مليار من الثانية". "هذه الشحنة الكهربائية المكثفة تضغط غاز الأرجون إلى بلازما شديدة الحرارة تصل درجات حرارتها إلى ملايين الدرجات، مما يخلق فقاعة من الأشعة السينية."

ويبلغ قطر الكويكبين الاختباريين حوالي 12 ملم، وهما مصنوعان من الكوارتز وهلام السيليكا ليعكسا تركيبات مختلفة من الكويكبات في النظام الشمسي. تم تعليق كل منها من قطعة رقيقة من الرقائق في فراغ. عندما ضربت فقاعة الأشعة السينية، قطعت الرقاقة مثل المقص، مما أدى إلى سقوط الكويكبات سقوطًا حرًا. وهذا ما جعل من الممكن ملاحظة التأثير الفعلي للأشعة السينية في ظل ظروف مشابهة لفراغ الفضاء. يقول جرانينجر: "هذا جديد تمامًا". "لم أسمع قط عن أي شيء مثل هذا يتم القيام به من قبل."

وأظهرت نتائج التجربة، التي استمرت 20 جزءًا من مليون من الثانية فقط، أن عينات الكوارتز والسيليكا تسارعت إلى 69.5 مترًا في الثانية و70.3 مترًا في الثانية قبل أن تتبخر. وكان سبب التسارع هو الأشعة السينية التي تبخرت سطح الكويكبات، مما أدى إلى خلق قوة دفع مع تمدد الغاز من أسطحها.

يقول مور إن النتائج تظهر أن هذه التقنية يمكن توسيع نطاقها لتشمل كويكبات أكبر بكثير، يبلغ عرضها حوالي 4 كيلومترات، لتوجيهها بعيدًا عن مسار الاصطدام بالأرض. ويقول: "نحن مهتمون بشكل خاص بالكويكبات الأكبر حجمًا التي تتمتع بوقت إنذار قصير". في هذه الحالات، قد لا تتمتع الأساليب الأخرى، مثل اصطدام مركبة فضائية بكويكب - كما حدث في اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج التابع لناسا، أو DART، في عام 2022 - "بالطاقة الكافية لإخراجها عن مسارها".

تصف ماري بيركي، عالمة الفيزياء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في ليفرمور، كاليفورنيا، الدراسة بأنها "واحدة من أولى المنشورات الرائجة التي تحاول معرفة كيف يمكننا على الأرض إعادة إنشاء انحراف نووي لكويكب". وتسلط الضوء على أن تجارب أخرى تستكشف هذا الاحتمال، بما في ذلك تلك التي تستخدم عينات النيزك لمحاكاة تكوين الكويكبات بشكل أكثر دقة. وتقول: "إن حماية الكواكب لديها الكثير من الوقت في دائرة الضوء".

ويأمل مور في إجراء المزيد من الاختبارات التجريبية لتقنية انحراف الأشعة السينية لتحسين فعاليتها. ومن الممكن أن يكون هناك أيضًا اختبار في الفضاء يومًا ما، على غرار مهمة DART، لمراقبة التأثير على كويكب حقيقي. ويقول: "ليس هناك ما يمنعنا سوى الإرادة للقيام بذلك".

1. مور، ن.و. وآخرون. فيزياء الطبيعة. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

تحميل المراجع