اكتشاف جليد بلوري في الفضاء ودراسة جديدة تكشف عن بنية مخفية للجليد الكونى

اكتشاف جديد يغير فهم تكوين الجليد في الفضاء

في دراسة علمية حديثة، كشفت أبحاث أجراها فريق من جامعة كوليدج لندن وجامعة كامبريدج عن معلومات جديدة تتعلق بتكوين الجليد في الفضاء. يظن العلماء أن الجليد المنتشر في الكون قد لا يكون عشوائي البنية كما كان يُعتقد سابقًا.

في السابق، كان يُعتقد أن الجليد في الفضاء يتكوّن في شكل صلب زجاجي ليس له شكل محدد. لكن النتائج الجديدة تشير إلى أن الجليد يحتوي على حبيبات بلورية دقيقة، مما يعد تغييرًا جذريًا في الفهم العلمي السابق.

جليد بلوري بدلاً من عشوائي

الجليد يُغطي العديد من الأجسام في النظام الشمسي الخارجي، مثل قمر المشتري جانيميد، بالإضافة إلى حبيبات الغبار بين النجوم. وعلى الأرض، يتجمد الماء ليشكل شبكة بلورية منتظمة. أما في الفضاء، فقد كان يُعتقد أن الجليد يتكون بصورة عشوائية تمامًا نتيجة درجات الحرارة المنخفضة.

لكن الدراسة أظهرت أن الجليد منخفض الكثافة في الفضاء يحتوي على نسبة تتراوح بين 20 إلى 25% من البنية البلورية، مما يعد تحولًا كبيرًا.

محاكاة تكشف عن هياكل بلورية دقيقة

استخدم الباحثون محاكاة حاسوبية متقدمة لتجميد الماء في ظروف افتراضية عند درجات حرارة تصل إلى -120 درجة مئوية، بسرعات مختلفة. أدت هذه المحاكاة إلى تشكيل نماذج سُميت “مكعبات جليد”، والتي كانت بنيتها تتراوح بين العشوائية الجزئية والكاملة.

أظهرت النتائج أن الهياكل التي تحتوي على 16-19% من جزيئات الماء في مجموعات بلورية صغيرة تتوافق مع بيانات الأشعة السينية لجليد الفضاء منخفض الكثافة. في محاكاة أخرى، تم تجميع آلاف الحبيبات الجليدية معًا في حين وُزعت الجزيئات الأخرى بشكل عشوائي، مما نتج عنه جليد يحتوي على 25% من البنية البلورية.

تجارب مختبرية تؤكد النتائج

لم تقتصر الدراسة على النماذج النظرية، فقد قام الباحثون بإنتاج جليد منخفض الكثافة في المختبر من خلال ترسيب البخار والضغط الخفيف. وعند تسخين تلك العينات ببطء، أظهرت التجارب أن الجليد يحتفظ بذاكرة لطريقة تشكيله، مما يدعم الفرضية التي تشير إلى وجود نظام داخلي حتى في الجليد غير المتبلور.

آثار علمية واسعة على الكواكب والحياة

تشير النتائج إلى أنها توفر أفضل تصور حتى الآن لشكل الجليد الأكثر شيوعًا في الكون على المستوى الذري، وهو ما يعد أساسيًا لفهم تكوين الكواكب والمجرات.

كما أن لهذا الاكتشاف أهمية في نظريات نشأة الحياة، حيث يُفترض أن الجليد العشوائي قد يحتوي على جزيئات عضوية مثل الأحماض الأمينية، بينما قد تكون البنية البلورية أقل قدرة على الاحتفاظ بهذه المركبات الحيوية.

مع ذلك، يؤكد الباحث د. ديفيز أن هناك جيوبًا من الجليد غير المتبلور ما زالت موجودة، مما يبقي احتمال احتواء المذنبات وغبار الفضاء على مركبات عضوية قائمًا.