الكويكبات والمجموعة الشمسية\الجزء الثالث

أصل الكويكبات

منذ بداية اكتشاف الكويكبات بدأت الفرضية الأولى لتكونها ونشأتها تظهر إلى السطح , وهذه الفرضية تقول بان مصدر الكويكبات كوكب سابق كان موجودا بين المريخ والمشتري انفجر لأسباب مجهولة مما ساهم في تناثر أشلاؤه بشكل كبير وبأحجام مختلفة .
وتتمثل أدلة هذه الفرضية في أن الكويكبات المتواجدة في الحزام الرئيسي تدور حول الشمس بنفس الاتجاه , والعديد منها غير منتظم الشكل , وجميعها صخرية , كما أنها تقع في المنطقة الفاصلة بين الكواكب الغازية والكواكب الصخرية , بالإضافة إلى أن قانون بود يفرض تواجد كوكب في تلك المنطقة ولهذه الأسباب وغيرها اقتنع المجتمع الفلكي ولفترة طويلة بهذه الفكرة , وكادت تكون فرضية لا جدال فيها .
ولكن اكتشاف مئات الآلاف من هذه الكويكبات ومعرفة مداراتها ودراسة أحجامها وكتلها وخصائصها بدأ يفرض على العلماء تغيير هذه الفكرة ونبذ تلك الفرضية . فكما لاحظنا بان كتل الكويكبات مجتمعة لا تمثل سوا نسبة 0.005 من كتلة الأرض , لذلك كان من الصعب تصور كوكب صغير بهذه الكتلة .كما أن هنالك العديد من الكويكبات ذات المدارات الشاذة والمكونات والتراكيب المختلفة التي لا تتوافق ومكونات كوكب واحد . هذا بالإضافة لصعوبة توقع الظروف التي أدت إلى هذا الانفجار .
إن النظرية الثانية السائدة الآن حول نشأة الكويكبات ولدت من سابقتها ولكن باختلاف البداية , حيث توضح هذه النظرية بان الكويكبات ما هي إلا بقايا السحابة الشمسية التي تكون منها نظامنا الشمسي بكواكبه وأقماره , فقد ساهمت الحلقات الغازية والغبارية التي كانت تدور حول القرص المركزي ( الذي تكونت منه الشمس ) في تكوين أجسام صخرية عديدة تميل إلى التجمع والتلاحم مع بعضها البعض عبر تصادمات مستمرة بينها لتكوين أجرام اكبر وأكثر انتظاما كالكواكب وأقمارها , ولكن لم تتح الفرصة للكويكبات لاستمرار هذا البناء وتكملته , لذلك توقف نموها إلى الحالة التي نشاهدها اليوم . ويعتقد أن قلة المواد الأولية والتراب الكوني في منطقة حزام الكويكبات , وتأثير قوى المد التي يمكن أن يحدثها المشتري على هذه الأجرام قد ساهمت في منع تجمعها ونموها .
إن جاذبية الكواكب تؤثر بشكل كبير في اسر الكويكبات فقد تمكنت الأرض من اسر احد الكويكبات لفترة طويلة بحيث جعله يلتف حوله ويدور بمسار لولبي , وقد اعتبر قمراً للأرض حينما تم اكتشافه قبل سبع سنوات من مغادرته الأرض , ويبلغ قطره 20 مترا وقد سمي استيرويد 2003 (الشكل
كما ويعتقد أن قمري المريخ (ديموس-فيبوس) أنهم من ضمن الكويكبات ولكن جاذبية المريخ أسرتهما كتوابع للمريخ وكان الحق للعلماء أن يعتقدوا ذلك بسبب حجم وشكل هذان القمران ( الشكل 9 ) , وكذلك يعتقد أن أقمار المشتري الخارجية من الكويكبات وكذلك قمر زحل الأبعد (فويب) .



هنالك الكثير من الغموض الذي يلف حقيقة تكون الكويكبات , ولن يكشف هذا الغموض حتى يتم الوصول إلى أدلة مقنعة تجيب عن هذا التساؤل , ويعتقد الفلكيون أن هذه الأدلة ستظهر من خلال بعض الكويكبات الاستثنائية التي لم تتغير كثيرا منذ نشوء منظومتنا الشمسية مثل الكويكب تشيرون. فيعتقد أن الكويكب تشيرون احد الأجرام السماوية الصغيرة والتي وجدت في مرحلة مبكرة من نشوء النظام الشمسي بسبب طبيعته وتغيراته فمدار هذا الكويكب يقع بين مداري زحل وأورانوس وهو أكثر عضو براق في مجموعة كويكبات زحل . لوحظ أن قدره يتغير بشكل مطرد مما طرح عدة تساؤلات حول حقيقة تشيرون وطرح فكرة كونه مذنب أكثر من كويكب .

المشاريع القائمة لسبر الكويكبات

تعد الكويكبات مفتاح لفهم نشأة النظام الشمسي وتعد التطورات الحاصلة للكويكبات الآن قضية مهمة ولافتة للفلكيين . فهنالك العديد من الأسئلة المفتوحة تتعلق بتواريخ هذا الحشد الكبير من الكويكبات حين نرى بضع الكويكبات المصورة ونلاحظ أشكالها الشاذة تتجسد لنا تواريخ الكويكبات العنيفة بفعل شدة الاصطدامات وكلما اكتشفت هذه الأجسام كلما أصبحت المهمة أصعب للكشف عن حقائق الكويكبات لذلك وجب على الإنسان أن يسهل المهمة بتحسين الآلات والمناظير البصرية والغير بصرية بشكل ممتاز بحيث يستطيع أن يدرس المناطق ذات الطول الموجي الجديد , ويتمكن من دراسة الأجرام الأضعف بشكل سهل .
كل ذلك التطور يتطلب نقاء ودقة الأساليب المتوفرة لتحري الكويكبات ، ومع تقدم الوقت وزيادة وسرعة التطور أصبحت الكويكبات تكتشف عن طريق الإشعاع الحراري للكويكب وهذه الطريقة الجديدة تحسن الفهم الطبيعي للكويكبات وكذلك مكوناتها .
لكي يتعرف العلماء على تلك العناصر الكيميائية الموجودة على أسطح الكويكبات يستخدم العلماء أجهزة التحليل الطيفي , ويبرز هنا علم معادن الصخور والغبار السطحي حيث توجد أجهزة تصوير تعمل بالأشعة تحت الحمراء وأشعة غاما. تعمل بعض هذه الأجهزة على نظام يسمى نظام التصوير المتعدد الطيفي (MSI) ( الشكل 10) يعمل هذا النظام على أخذ صور في أطوال موجية مختلفة حيث يقدر الحجم والشكل العام للكويكب وهذا الجهاز أستخدم في مهمة الكويكب ايروس وسميت هذه المهمة باسم (نير شوماكر) كان وزن الجهاز 5 كيلو جرام تقريباً وبه إلكترونيات مساعدة تزن 4.5 كيلو جرام ويحوي نظام بصري متقدم , كما يحتوي على آلة تصوير متقدمة .

الشكل (10) جهاز متعدد الأطياف http://www.jojokw.net/up-pic/uploads/08c8f16c6a.jpg


ويتكون هذا النظام البصري من عناصر عده كمنظار ذو 168ملم ، 3.4F وهنالك مرشحات لونية تعطي مدى طول الموجة من الموجات المرئية إلى الأشعة تحت الحمراء تقريباً(450 ، 550 ، 760 ،900 ، 950 ، 1000، 1050نانومتر) وغيرها من العناصر المهمة في هذا الجهاز.
وكان أول مركبة هبطت على سطح كويكب هي مركبة نيرشوماكر والتي انطلقت في 17فبراير 1996م وحطت على كويكب ايروس في فبراير 2001م ( الشكل11). كما مرت المركبة على الكويكب ماتيلد على بعد 2400كيلومتر منه وكانت الصور الملتقطة له تدل على مرور أزمنة عنيفة جداً عليه , وقد تضمنت الصور حفر كبيره جداً على سطحه. ( الشكل12).



رصد الكويكبات

قد يود البعض مشاركة احد مكتشفي الكويكبات في القرن التاسع عشر وهو الفلكي ك . راينموث الذي اكتشف بمفردة 246كويكبا , ولكن ماهية البداية وكيف ؟ إن كل من يحاول رصد واكتشاف الكويكبات يحتاج لامتلاك ثلاث محاور أولها الأجهزة المناسبة ثانيها معلومات الرصد وثالثها المكان والتوقيت .
في البداية لا يجب الاستغراب إذا قيل أن اغلب الكويكبات الساطعة قد تم رصدها. وكل كويكبات الحزام الرئيسي التي قدرها اسطع من 15 قد تم اكتشافها , ومن هنا فاحتمال اكتشاف الكويكبات بعيدة المدار والطروادية صعبة وذلك عكس إمكانية اكتشاف الكويكبات القريبة من الأرض . ولكن يظهر في كل عام كويكب واحد أو اثنين بدرجة سطوع تمكن أكثر الأجهزة تواضعا من رؤيته . وتأتي كويكبات ابولو بداية ثم آتن ثم أمور .
إن رصد الكويكبات يتطلب تلسكوبا فوتوغرافيا ( يعمل بالتصوير الضوئي ) رغم أن بعض الكويكبات التي تقترب من الأرض قد يكون لها من السطوع ما يمكننا من رؤيتها بالمناظير العادية .
والطريقة الاحترافية لإيجاد الكويكبات هي عن طريق كشف الآثار الخطية التي تخلفها الصور الفوتوغرافية الملتقطة بالكاميرات. إذا لماذا تظهر هذه الآثار الخطية؟
إن التقاط الصور للسماء يجب أن تكون في أماكن دامسة لكي لا تؤثر الأضواء على الصورة ويجب أن تكون الكاميرا مفتوحة لزمن معين لكي تجمع أكبر كمية من الضوء للأجرام المراد تصويرها .
ويجب أن توضع على حامل لكي لا تتعرض للاهتزاز ولكن تصادف مشكله وهي أن الصورة ستظهر خطوط ضوئية بدلا من الصورة المطلوبة! لماذا؟ لأن الكاميرا تتطلب وقت لكي تجمع ضوء الجرم المراد رصده أي مده تعريض طويلة وفي أثناء جمعها لضوء تتحرك الأرض حول محورها وتسبب في تحرك القبة السماوية فتجد الصور تظهر بشكل خطوط.( الشكل 13 ) . وإذا أردنا أن نتغلب على هذه المشكلة فيجب تثبيت الكاميرا على تلسكوب الكتروني يتتبع الأجرام السماوية ويدور مع دوران الأرض حول محورها عندها تظهر الصورة واضحة ( الشكل 14 ) .
نأتي لرصد الكويكبات عندما نعرض التلسكوبات الكترونية بكاميراتها في المنطقة المناسبة لرصد الكويكبات هنا تكون النجوم ثابتة فتظهر الكويكبات على شكل خطوط على مدى يومين أو ثلاثة بسبب حركتها بين ضوء النجوم (الشكل 15) .



ومن هنا يمكن تلخيص الأجهزة المطلوبة بالآتي:
اولا- تلسكوب قوة تكبيره عالية ويمكن أن يظهر أجرام أقدارها تقارب 12 على الأقل. ويفضل احتواء عينية التلسكوب على شعيرات متعامدة قابلة للحركة بمقادير واتجاهات معروفة ويكون الطول البؤري للتلسكوب f واسع وكلما قل الطور البؤري للتلسكوب كلما زادت مساحة الرؤية وذلك لكي يتمكن التلسكوب من مسح أكبر قدر من السماء.
ثانيا- كاميرا رقمية جيدة CCD في المجال البؤري منf/2 إلى f/12,5 .
وبالنسبة لمعلومات الرصد فيجب معرفة أن اغلب الكويكبات تظهر بشكل نجمي حتى من خلال أقوى التلسكوبات ويلاحظ أنها تغير أطوارها مثل القمر وتصل إلى التمام والفرق بين طور الاكتمال والهلال يصل إلى خمسة أقدار وذلك لسبب بسيط وهو أن سطوحها تشابه سطح القمر .
وأفضل مكان للبحث عنها يكون في نقطة التقابل الشمسي . إن الكويكبات النموذجية في الغالب تستغرق حوالي دقيقتين أو ثلاث لتتحرك ثانية قوسيه واحدة , وستلاحظ حركة الكويكبات خلال الصور الفوتوغرافية المأخوذة عبر يومين أو ثلاث ولذلك فهي ستعرف عن نفسها بحركتها وتركها للآثار الخطية .
ولذلك من الضروري التقاط صورتين لكل حقل بشكل متتابع وليس في نفس الوقت . ثم تدون الملاحظات ويسجل رقم التعرض والهدف وموقعه والتاريخ والوقت وبعد العدسة البؤري ومدة التعريض ونوع وحساسية الفيلم أو الحساسية لكاميرات الرقمية. ولتحديد ما تم إيجاده يجب الاستعانة بأحد كتالوجات الكويكبات أو البرامج الكمبيوترية التي تحوي مواقع الكويكبات مثل برنامج ( Red Shift 4 ) . .
كما يجب معرفة أن الكويكبات تقع في الغالب بالقرب من دائرة البروج , وبشكل أدق في مناطق التقابل الشمسي يعني بزاوي 180درجة عن الشمس ويجب التركيز على البقعة الساخنة من كويكبات الحزام الرئيسي الواقعة إلى الشرق تماما من نقطة التقابل , وكلما ابتعد المرء عن دائرة البروج هبط عدد الكويكبات هبوطا سريعا إلى أن يصل لمسافة 30 درجة شمال وجنوب دائرة البروج .
وفي هذا الموضوع يقول وليم ليلر مؤلف دليل مكتشفات فلكية ( إن مهددات الأرض يمكن أن تظهر في أي مكان من السماء في أي وقت , وهذا ما يجعل من أي صورة فوتوغرافية فلكية مثيرة , فالكويكب قد يظهر في الصورة التالية التي تلتقطها) .
يــــــــــــــــــــــــــــــتبع