اكتشاف المذنبات والكويكبات

عناصر الموضوع

1- الشهب والأحجار النيزكية

2- ارتفاع درجة حرارة النيازك

3- الأحجار النيزكية

4- تعريف الكويكبات

5- حجم وشكل الكويكب

6- المذنبات

هناك العديد من الأجسام التي تدور حول الشمس مثل النيازك، منتشرة في جميع أنحاء النظام الشمسي، وهي أصغر بكثير من الكواكب، وتسمى بالكويكبات والمذنبات الكويكبات عادة ما تكون أجسامًا صخرية في النظام الشمسي الداخلي.

المذنبات هي أجسام جليدية تقضي معظم حياتها خارج النظام الشمسي، هذه العناصر الصغيرة من العائلة الشمسية هي بقايا تكوين النظام الشمسي، وتحظى بإهتمام كبير لدى علماء الفلك لأنها أفضل مصدر للمعلومات حول عمر الكواكب والظروف التي تشكلت فيها.

في الواقع، قد تمتلك بعض الكويكبات والمذنبات نوى كوكبية (الأجسام الصلبة التي تتكون منها الكواكب) والتي لم تخضع لتغيرات كبيرة منذ ولادة النظام الشمسي.

1- الشهب والأحجار النيزكية

في هذا الفصل، سنتعلم لماذا يعتقد علماء الفلك أن الكويكبات والمذنبات مرتبطة بنوى الكواكب. سنتعرف أيضًا على سبب كون النيازك (شظايا الأجسام التي تسقط في الغلاف الجوي) مفتاحًا مهمًا لفهم ولادة النظام الشمسي القديم وبنيته. وأخيرًا، سندرس كيف تتحول المذنبات من كرات جليدية يبلغ قطرها 10 كيلومترات إلى أعلام ضوئية جميلة في سماء الليل.
إذا أمضيت ساعة في النظر إلى السماء ليلاً، فقد ترى شهابًا، وهو شعاع من الضوء يظهر لجزء من الثانية ويختفي بنفس السرعة. يطلق علماء الفلك على هذه الظاهرة الطبيعية الجميلة اسم النيزك. النيزك عبارة عن مادة صلبة تسخن حتى تتوهج أثناء مرورها عبر الغلاف الجوي للأرض، وتحدث معظم الحرارة على بعد حوالي 50-100 كيلومتر من الحافة الخارجية للغلاف الجوي.
تسمى الأجسام الصلبة الموجودة في الفضاء قبل وصولها إلى الغلاف الجوي بالنيازك.[1]

2- ارتفاع درجة حرارة النيزك

تسخن النيازك عند دخولها الغلاف الجوي لنفس السبب الذي يجعل المركبات الفضائية تسخن. عندما يندفع جسم ما من الفضاء الخارجي إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض، فإنه يصطدم بجزيئات وذرات الغلاف الجوي، وتحول هذه الاصطدامات بعض طاقة الجسم، المعروفة باسم الطاقة الحركية، إلى حرارة. وفي غضون ثوان، تسخن الطبقات الخارجية للنيزك، وتصل إلى درجات حرارة مطلقة تصل إلى آلاف الدرجات، وتتوهج. وبافتراض أن سرعة الدخول لا تقل عن 10 كم/ث، وغالباً ما تصل إلى 30 أو 40 كم/ث، فإن الاصطدام بجزيئات الهواء يكون عنيفاً للغاية ويؤدي إلى انفصال الذرات عن الجسم بسبب تبخر الطبقة السطحية. ويصدر ذيل المواد الساخنة المتبخرة والغازات الجوية الضوء، مما يسبب التوهج الذي نراه.
إذا كان حجم النيزك أكبر من بضعة سنتيمترات، فإنه سيخلق سحابة متوهجة من الغاز حوله وقد يترك وراءه ذيلًا متوهجًا أو دخانًا، وتكون هذه الجسيمات النيزكية الخاصة مرئية أحيانًا في وضح النهار وتسمى “الكرات النارية”.
وتتصادم النيازك بالأرض بأستمرار، وبحسب تصورات علماء الفلك، يصل وزن هذه الجسيمات لمئات الأطنان من المواد كل يوم، وتحدث مثل هذه التصادمات بين منتصف الليل والفجر، في كثير من الأوقات أكثر من الليل، لذا فإن الصباح الباكر هو الوقت المثالي لذلك مراقبة الشهب. ويمكن تفسير هذه الظاهرة بمثال بسيط: إذا ركضت تحت المطر، سيكون صدرك أكثر رطوبة من ظهرك. وهكذا يتجه جانب الأرض الفجر نحو شظية النيزك التي تقترب منا في الفضاء، بينما يبتعد جانبها الليلي عنها.
معظم النيازك التي نراها لا تدوم أكثر من بضعة أمتار وتتكون من شهب بحجم حبة العنب أو أصغر. وترتفع درجة حرارة هذه الأجسام الصغيرة إلى درجة أنها تتبخر تمامًا. أما الحجارة الأكبر حجما، فرغم أنها ساخنة، إلا أن ذراتها فقط هي التي تتبخر لأن مقاومة الهواء تبطئ حركتها إلى حد كبير، مما يسمح لها بتحمل الظروف القاسية حتى وصولها إلى الأرض. نحن نسمي هذه الشظايا الموجودة على الأرض بالنيازك.

3- الأحجار النيزكية

يقسم علماء الفلك النيازك إلى ثلاث فئات واسعة بناءً على تركيبها: النيازك الحديدية، والنيازك الحجرية (أي التي تتكون بشكل أساسي من مركبات السيليكات)، والنيازك الحديدية. تتكون النيازك الحجرية عادةً من قطع صغيرة مستديرة من المواد الصخرية. وتسمى هذه الجسيمات الكوندريت، والنيازك ذات هذا الهيكل الضخم تسمى الكوندريت. ويبدو أن العقيدات ذابت بسرعة في السديم الشمسي ثم بردت، على الرغم من أن سبب التسخين لا يزال مجهولا. تحتوي هذه العقيدات على كميات ضئيلة من المواد المنبعثة التي يمكن استخدامها لقياس عمر العقيدات، والتي يعود تاريخها إلى 4.5 مليار سنة مضت، ويُعتقد أنها أقدم مادة صلبة تتكثف في السديم الشمسي. تحتوي العديد من العقيدات على مواد أقدم، وحبيبات غبار خلفتها ولادة النظام الشمسي منذ فترة طويلة، لذا فإن النيازك ذات الشكل العقدي تزودنا بمعلومات قيمة عن التاريخ القديم للنظام الشمسي.
وفي بعض النيازك العقدية، تكون العقيدات داخل مادة سوداء غنية بالكربون تشبه الفحم، لذلك تسمى الكوندريتات الكربونية. تحتوي هذه المادة الكربونية على مركبات عضوية، بما في ذلك الأحماض الأمينية، وهي نفس الجزيئات المعقدة التي تستخدمها الكائنات الحية لبناء البروتينات والمواد الوراثية. ويشير وجود الأحماض الأمينية في مادة النيزك إلى أن المواد الأولية للحياة ربما تكونت في الفضاء وربما كانت موجودة في النظام الشمسي نفسه منذ البداية. وبغض النظر عما إذا كانت الأحماض الأمينية موجودة في النيازك، تظل الأسئلة قائمة حول كيفية ومكان تشكل هذه الأجسام وسبب وصولها إلى الأرض، حيث يعتقد علماء الفلك أن معظم هذه الأجسام ليست أكثر من شظايا من الكويكبات والمذنبات. إلا أن بعضها قد يكون شظايا صخرية من سطح القمر أو المريخ انطلقت إلى الفضاء نتيجة اصطدام كويكبات بهذه الأجسام. [2]

4- تعريف الكويكبات

الكويكبات هي أجسام صغيرة صخرية عادة تدور حول الشمس. وتقع معظمها داخل حلقات الكويكبات، وهي المنطقة الواقعة بين مداري المريخ والمشتري، على بعد حوالي 2 إلى 4 وحدات فلكية من الشمس. يعود تاريخ الاكتشافات الأولى لهذه الأشياء إلى عام 1810، في عهد جوزيبي بيازي. لقد بحث عن “الكوكب المفقود” الذي قدر أنه يبعد 2.8 وحدة فلكية عن الشمس بناءً على قانون بود. أطلق على النجم الذي اكتشفه اسم سيريس، تكريما للإلهة من موطنه صقلية. تم اكتشاف الآلاف من الكويكبات في وقت لاحق، لكن سيريس لا يزال هو الأكبر. وعلى الرغم من وجود العديد من الكويكبات، إلا أن كتلتها الإجمالية صغيرة جدًا، وربما أقل من 1/1000 من كتلة الأرض.

5- حجم وشكل الكويكب

من الصعب قياس قطر الكويكبات لأنها صغيرة جدًا لدرجة أنها تظهر مثل نقاط الضوء من خلال التلسكوبات الأرضية. بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية الضوء المنعكسة عن الكويكب ليست كافية لتحديد حجمه بسبب سطوع الكويكب.

 بالنسبة للمراقب، يبدو أن الجسم الكبير منخفض الانعكاس له نفس السطوع الذي يتمتع به جسم صغير عالي الانعكاس. ولذلك فإن الأشعة تحت الحمراء هي أفضل طريقة لقياس قطر الكويكب، لأن الأجسام الكبيرة تنبعث من الأشعة تحت الحمراء أكثر من الأجسام الصغيرة عند نفس درجة الحرارة. ومن هذه القياسات وجد العلماء أن أقطار الكويكبات تختلف اختلافا كبيرا، بدءا من سيريس الذي يبلغ قطره حوالي 1000 كيلومتر (أي أقل من 1/10 قطر الأرض)، وانتهاء بالأجسام التي يبلغ قطرها لا أكثر من 1000 كيلومتر. الكيلومترات أقصر. على سبيل المثال، اقترب الكويكب 1991 BA إلى مسافة 170 ألف كيلومتر من الأرض (أقل من نصف مسافة القمر) في يناير 1991 وكان قطره أقل من 9 أمتار.
معظم الكويكبات غير منتظمة الشكل، مثل غاسبرا الذي صورته المركبة الفضائية غاليليو وهي في طريقها إلى المشتري، ومثال آخر هو كويكب توتاتيس، وهو على شكل شظيتين منفصلتين، يبلغ قطرهما حوالي 4 كيلومترات و2.5 كيلومتر. على التوالى. (حوالي 2.5 و 1.6 ميل) متصلة عن طريق الجاذبية. واستخدم علماء الفلك الرادار لالتقاط صور للكويكب أثناء مروره على بعد 3.5 مليون كيلومتر من الأرض. من بين الكويكبات، فقط سيريس وعدد قليل من الكويكبات الكبيرة الأخرى لها شكل كروي تقريبًا لأن الجاذبية في هذه الأجسام الكبيرة عالية جدًا لدرجة أنها تسحق مادتها، مما يمنحها شكلًا كرويًا. أما بالنسبة للجسميات الصغيرة فإن جاذبيتها أضعف، فتكون أشكالها غير منتظمة، إضافة إلى أن التصادمات التي تتعرض لها هذه الكويكبات تسبب إتلاف أجزاء منها، مما يؤدي إلى إحداث العديد من الحفر، وتصبح الشظايا التي تنفصل عنها نفسها كويكبا. [3]

6- المذنبات

إن مشهد المذنب المتوهج، كما في الصورة، مثير حقا. ولكن للأسف، أصبحت مثل هذه المشاهد نادراً ما نشاهدها بسبب التلوث الضوئي الذي تسببه مدننا، والذي يحجب الرؤية عن معظم الناس. لطالما ارتبطت المذنبات بمشاعر الرهبة والرهبة. إن ظهوره المفاجئ واختفائه المفاجئ بعد بضعة أيام يزيد من غموضه. يقال إن ظهور مذنب هالي عام 1456 تزامن مع هجوم تركي كبير على جنوب شرق أوروبا، وأصدر البابا كاليكستوس الثالث “حرمانًا كنسيًا” بشأن مذنب هالي.

• هيكل المذنبات: تتكون المذنبات من جزأين رئيسيين، الجزء الأكبر هو الذيل الطويل، وهو عبارة عن خط ضيق من الغبار والغاز في النظام الشمسي الداخلي قد يصل طوله إلى 100 مليون كيلومتر (أي الطول الفلكي بأكمله تقريبا). ينشأ ذيل المذنب من سحابة غازية تسمى الذؤابة ويبلغ قطرها حوالي 100 ألف كيلومتر، أي حوالي عشرة أضعاف قطر الأرض. وعلى الرغم من أن غيبوبة وذيل المذنب ضخمان في الحجم، إلا أن الكتلة الموجودة في هذين الجزأين من المذنب صغيرة للغاية، كما أن الغاز والغبار رقيقان ونادرا، ولا يحتوي السنتيمتر الواحد من الغاز إلا على بضعة آلاف من الذرات والجزيئات بمعايير الأرض، ويعتبر هذا فراغًا مثاليًا. يتم إنتاج هذا الغاز المخلخل عن طريق تسخين الشمس قلب المذنب، قلبه، إلى درجة الغليان. أما نواة المذنب فهي كتلة من الجليد والغاز تتجمد في الغلاف الجوي شديد البرودة للفضاء بين الكواكب وتتحول إلى كتلة غير منتظمة يبلغ قطرها حوالي 10 كيلومترات. تم وصف قلب المذنب على أنه “جبل جليدي” عملاق أو “كرة ثلج ملونة” يحتوي على معظم كتلة المذنب. أفضل المعلومات لدينا حول النوى الذرية تأتي من دراسات مذنب هالي بواسطة المركبة الفضائية جيوتو. جيوتو هي مركبة فضائية أطلقتها وكالة الفضاء الأوروبية كجزء من الدراسة الدولية لمذنب هالي. واقتربت المركبة الفضائية من مسافة 600 كيلومتر من مذنب هالي وأرسلت صورها إلى الأرض، والتي تم منها قياس قطر المذنب. ثم يتم حساب كثافته عن طريق تقدير كتلة نواته. وقد وجد أن كثافته تبلغ حوالي 0.2 جم/سم3، ولسوء الحظ فإن حساب الكتلة المقدرة لم يكن دقيقًا جدًا، وبالتالي فإن الكثافة التي استنتجناها منه غير مؤكدة.
  وعلى الرغم من البنية الجليدية للمذنب، فإن قلبه داكن للغاية، كما يظهر من شكله في الصورة التي التقطتها المركبة الفضائية جيوتو. يعتقد علماء الفلك أن اللون الداكن ناتج عن الغبار والمواد الغنية بالكربون التي تغطي سطح النواة (على غرار ما هو الحال مع النيازك الكربونية العقدية، وتشمل المظاهر المرئية الأخرى للنواة شكلها غير المنتظم والغازات المنبعثة من السطح الجليدي). انطلق. تتشكل هذه الانفجارات عندما يقوم ضوء الشمس بتسخين المواد الجليدية ثم يتبخر. قد يكون سبب هذا الشكل غير المنتظم ذوبان غير متوازن للنوى الذرية أثناء اقترابها من الشمس خلال مداراتها السابقة.
• تكوين المذنبات: وتسمح لنا الغازات التي أطلقها المذنب بفهم الطيف الغازي لذؤابته وذيله، مما يدل على أن المذنب غني بالمياه بالإضافة إلى كميات صغيرة من الغازات الأخرى التي تكثفت في السديم الشمسي الأصلي. ويتحلل الماء المتبخر بسبب أشعة الشمس فوق البنفسجية، وينتج الأكسجين والهيدروجين. معظم المذنبات محاطة بسحب هيدروجينية ضخمة تكونت بهذه الطريقة.
  إذا مر مذنب بالقرب من الشمس بشكل متكرر، فإن الغازات التي يطلقها يمكن أن تؤدي إلى تآكله. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المذنبات تقع فعليًا في الشمس. وبما أن المذنبات الجديدة تظهر كل بضع سنوات، فلا بد من وجود مصدر ليحل محل المذنبات التي تلتهمها الشمس.[4]

وفي النهاية يحتوي النظام الشمسي على عدد كبير من الأجسام الصغيرة، وهي الكويكبات والنيازك والمذنبات، من الناحية الفلكية، تعتبر هذه الأجسام مهمة لأنها تزودنا بمعلومات حول وقت تكوين السديم الشمسي وتكوينه والظروف الفيزيائية له. الكويكبات هي أجسام معدنية أو صخرية أو غنية بالكربون تتواجد بشكل رئيسي في حلقات الكويكبات بين مداري المشتري والمريخ. المذنبات هي أجسام جليدية توجد أساسًا في سحابة أورت، بعيدًا جدًا عن مدار بلوتو.

• مكتبة نور كتب المذنبات والشهب
• الكون أثار الشهب و النيازك
• ويكيبدياكويكب
• ويكيبديامذنب

مشاركة المقال