كواوار ليس كرة، وقد وُزن قمره

بعيدًا وراء نبتون، تحتاج الأجرام الواقعة وراء نبتون (trans-Neptunian objects) إلى أكثر من قرنين لتدور حول الشمس. واكتُشف معظم الكبير منها في مطلع الألفية الثالثة، لذا لم نرصد إلا جزءًا صغيرًا من مداراتها، وما زلنا نراها من الزاوية نفسها تقريبًا. وبالنسبة إلى (50000) كواوار، لم تتغير تلك الزاوية إلا بمقدار 1.7 درجة خلال الأرصاد المستخدمة هنا. واستنتاج شكل ثلاثي الأبعاد من زاوية رؤية واحدة يشبه تخمين شكل حبة بطاطا من ظلها على جدار واحد.

طريقتان لرؤية شكل بعيد

لدى علماء الفلك أداتان.

• منحنيات الضوء. حين يدور جرم حول نفسه، يتغير سطوعه. فالكرة أو الكرة المفلطحة تبدو متماثلة من كل جانب، فيبقى ضوؤها مستويًا، إلا إذا أحدثت بقع داكنة أو ساطعة على سطحها قمة واحدة في كل دورة. أما الجرم الممتد في ثلاثة اتجاهات، أي الجسم الإهليلجي ثلاثي المحاور (triaxial)، فيُظهر وجهه الأكبر مرتين في كل دورة: قمتان في كل دورة.
• الاحتجابات النجمية. حين يمر الجرم أمام نجم، يرى الراصدون الموجودون على مساره النجم يختفي للحظة. ويسجل كل راصد خطًا يعبر صورة الجرم الظلية، يُسمى “وترًا”. وتعطي عدة أوتار لقطة لحدود الجرم؛ أما احتجابات كثيرة في لحظات مختلفة فتعمل كنوع من التصوير المقطعي.

يقع كواوار في منطقة من السماء مزدحمة بالنجوم. وهذا جيد للاحتجابات، فهي كثيرة، لكنه سيئ لمنحنيات الضوء، التي تلوّثها النجوم المجاورة. وكان أفضل نموذج حتى الآن يصف كواوار بأنه كرة مفلطحة تحمل بقعة سطحية هائلة لتفسير وميضه.

سبعة وثلاثون ظلًا

بنى جوليانو مارغوتي (Giuliano Margoti) وزملاؤه في المرصد الوطني البرازيلي ومختبر LIneA، والجامعة الفدرالية للتكنولوجيا في بارانا، ومعهد الفيزياء الفلكية في الأندلس بإسبانيا، ومرصد باريس، طريقة تلائم الاحتجابات ومنحنيات الضوء في آن واحد، إلى جانب أوجه عدم اليقين فيها.

وغذّوها بـ37 احتجابًا نجميًا رُصدت بين 2011 و2025، أي 108 أوتار و214 نقطة على حافة كواوار، إضافة إلى منحنى ضوء من عام 2003 أعيدت معالجته بأدوات حديثة، وقياسات ضوئية جديدة من تلسكوب هابل الفضائي في 2024 و2025. ويرتكز النموذج على افتراض واحد: أن كواوار يدور حول المحور نفسه الذي تدور حوله حلقاته.

الشكل الملاءَم لكواوار مقابل كل احتجاب من الاحتجابات الـ37 بين 2011 و2025: الخطوط الزرقاء هي الأوتار التي اختفى عندها النجم، والعلامات الحمراء أوجه عدم اليقين فيها، والخطوط الخضراء المتقطعة أقرب الراصدين الذين لم يروا شيئًا. — الشكل 4، Margoti وآخرون (2026)، arXiv:2610.30494.

عالم ممتد

الجواب: كواوار ثلاثي المحاور. تبلغ أنصاف محاوره الثلاثة نحو 621 و547 و512 كيلومترًا، أي قرابة 1,241 × 1,093 × 1,023 كم من طرف إلى طرف. ويعادل حجمه حجم كرة قطرها 1,116 كم، وتبلغ كثافته 1.66 غرام لكل سنتيمتر مكعب. ويدور دورة كاملة كل 17.68 ساعة تقريبًا، والشكل الممتد وحده يعيد إنتاج منحنى ضوء 2003 ومنحنى هابل كليهما بالدورة نفسها. والملاءمة مع حواف الاحتجابات محكمة: تشتت مرجَّح قدره 2.1 كم.

يشرح المؤلفون لماذا باتوا يفضلون هذا الشكل على الشكل المفلطح. فالنموذج القديم كان يحتاج إلى بقعة تغطي نحو نصف نصف كرة، وهو ما يصعب نشوؤه طبيعيًا، وإلى فترتي دوران مختلفتين قليلًا لمنحنيي الضوء. أما الشكل ثلاثي المحاور فلا يحتاج إلى أي من ذلك.

وزن ويوت بتمايل

لكواوار قمر صغير هو ويوت (Weywot). وتتبع التنبؤات بموقع كواوار مركز كتلة الزوج، لكن الاحتجاب يحدد مركز كواوار نفسه بدقة. ولأن لويوت كتلة ما، يتأرجح كواوار قليلًا حول هذا المركز المشترك، في الجهة المقابلة لقمره. ومقارنة الإزاحات المقيسة لكواوار بموقع ويوت عند كل حدث، وهو موقع رُصد مباشرة في احتجابين التُقط فيهما الجرمان كلاهما، تعطي النسبة بين كتلتيهما.

النتيجة: تبلغ كتلة ويوت نحو 1.5 × 10¹⁸ كيلوغرام، أي قرابة جزء من ألف من كتلة كواوار. وتبلغ كثافته 0.95 ± 0.60 غرام لكل سنتيمتر مكعب، وهو رقم غير دقيق لأن حجم ويوت غير مؤكد. ولا يتجاوز التمايل بضعة أجزاء من الألف من الثانية القوسية، وهو أصغر من أن تلتقطه القياسات المفردة لقمر Gaia الصناعي لجرم بهذا الخفوت، لكنه في متناول الاحتجابات، التي كثيرًا ما تبلغ دقتها أفضل من جزأين من الألف.

حلقات متناغمة مع الدوران

يهم الشكل الجديد أيضًا لما يدور حول كواوار. فجاذبيته أقل تناظرًا مما كان يُعتقد، إذ يبلغ المعامل المعني نحو ثلاثة أضعاف التقدير السابق. وفي محاكاة الفريق، تُكنس أي مادة تقع ضمن نحو 2.4 نصف قطر لكواوار في أقل من ثلاث سنوات، ولذا لا يمكن للأقمار الأصغر أن تبقى إلا أبعد من ذلك. وتقع الحلقة الداخلية، وهي الأخفت، على بعد أقل من 20 كم من رنين 5:7 مع دوران كواوار، أي أن جسيم الحلقة عند تلك المسافة يُتم خمس دورات بينما يدور كواوار سبع مرات، ويمكن ربط الحلقة الرئيسية، وهي الخارجية، بـرنين 2:6 إذا كانت جسيماتها تتبع مدارات ممتدة، وهو ما قد يفسر أيضًا لماذا يتغير عرض تلك الحلقة حول كواوار. وينبّه المؤلفون إلى تحفّظ: فقد عاملوا كواوار على أنه متجانس من الداخل، في حين أنه انفصل جزئيًا على الأرجح إلى طبقات، وإن كانوا لا يتوقعون أن يغيّر ذلك استنتاجاتهم نوعيًا.