الرئيسيةعريقبحث

حزام الكويكبات

☰ جدول المحتويات

كويكبات النظام الشمسي الداخلي؛ واللون الأبيض هو حزام الكويكبات الذي يقع بين مدار المشتري والمريخ.
  الشمس
   طروادة المشتري
  مدارات الكواكب 		  حزام الكويكبات
  كويكبات هيلدا
  الكويكبات القريبة من الأرض

حزام الكويكبات هو قرص نجمي دوار يقع في منطقة تقع بين كوكبي المريخ والمشتري، وتدور في هذه المنطقة كمية هائلة من الكويكبات الصغيرة التي تتكون في الأساس من الصخور وبعض المعادن. وقد وصِفَ حزام الكويكبات بـ حزام الكويكبات الرئيسي وذلك لتمييزه عن مجموعة الكويكبات الأخرى التي توجد في المجموعة الشمسية وهي الأجرام القريبة من الأرض و مجموعة طروادة[1].

وهو حزام من الكويكبات والكويكبات هي مجموعة من الكواكب الصغيرة جدا لايمكن رؤيتها بالعين المجردة بدون مرقاب، ولم يكن العلماء يعلمون بوجودها حتى عام 1801م، حيث إن الكواكب المختلفة تدور حول الشمس في مدارات إهليجية بيضوية ثابتة، وأقربها كوكب عطارد وأبعدها كوكب بلوتو، وما أن بدأ العلماء يعرفون المزيد عن تحركات الكواكب حول الشمس حتى لاحظوا إن كل كوكب يبعد عن الشمس ما يتراوح بين مرة وربع المرة، إلى المرتين بالنسبة إلى بُعد الكوكب السابق عن الشمس، ثم لاحظوا إن ذلك غير صحيح بالنسبة للمريخ وللمشتري، إذ يبعد المريخ نحو 228 مليون كيلومتر عن الشمس، ويجب على هذا الأساس أن يكون المشتري على مسافة 402 مليون كيلو متر من الشمس، ولكنه في الحقيقة يقع على ضعفي هذه المسافة مما يوحي بوجود كوكب آخر يدور في هذه الفسحة بين المريخ والمشتري. تشغل أربعة كويكبات كبيرة نصف كتلة هذا الحزام وهي : سيريس و 4 فيستا و 2 بالاس و 10 هيجيا[1]. تشكل كتلة حزام الكويكبات الإجمالية حوالي ٪4 من كتلة القمر ، أو ٪22 من كتلة بلوتو، وضعف كتلة قمر بلوتو شارون.

وفي عام 1800م، إجتمع عدد من علماء الفلك في ألمانيا وقرروا استخدام مراقبهم الجديدة في محاولة للتأكد من وجود كوكب مفترض.

ولكن لم يكن النجاح حليفهم إذ حقق هذا الاكتشاف عالم فلكي إيطالي يدعى جيسبي بيازي. كان هذا العالم يعمل على وضع جدول منظم لمواقع النجوم، حين لاحظ شيئا يبدو كالنجم تماما ولو أنه يتحرك كالكواكب، وغير ثابت نسبيا كالنجوم، وأطلق على هذا الجرم الجديد اسم سيريس (Ceres)، على اسم آلهة الحصاد عند الرومان، وبعد أن راقب الفلكيون هذا الجرم الجديد فترة من الزمن وجدوا أنه يتحرك في مدار بين المريخ والمشتري، وسرعان ما وجدوا أجراما أخرى دعوها بالنجيمات (مصغر نجم) لشبهها بالنجوم، وأطلق عليها فيما بعد الكويكبات.

إن سيريس هو أكبر هذه الكويكبات وهو الكوكب القزم الوحيد في حزام الكويكبات ويبلغ قطره 950 كيلومتر، أي إن مساحته السطحية تبلغ مساحة العراق تقريبا، وقطر كويكبة بالاس (Pallas)، يبلغ 450 كيلو متر، تليها كويكبة فستا (Vesta)، التي يبلغ قطرها 385 كيلو متر، ثم هيجا، التي يبلغ قطرها من 350-500 كيلو متر[2][3][4]، أما الكويكبات الأخرى فيبلغ حجمها بحجم ذرة الغبار. توزيع الكويكبات ليس كثيفا، فقد مرت العديد من المركبات الفضائية غير المأهولة بالبشر عبرها دون مشاكل[5]. على عكس أفلام الفضاء التي تظهر حزام الكويكبات كحقل ألغام للمركبات الفضائية، وحتى اليوم لم تتعرض أية مركبة فضائية مرت بالحزام لأي حادث.

ومع ذلك تحدث الاصطدامات بين الكويكبات الكبيرة والتي قد تشكل عائلة من الكويكبات والتي يمتلك أعضائها مدارات متشابهة ومكونات متشابهة، يتم تصنيف الكويكبات داخل حزام الكويكبات عن طريق طيفهم، إلى ثلاث مجموعات: كويكبات كربونية ، كويكبات سيليكات، كويكبات غنية بالمعادن.

من المرجح أن هذه الكويكبات قد نتجت عن السديم الأساسي الذي تكونت منه المجموعة الشمسية كمجاميع من الكواكب المصغرة، والكواكب المصغرة تكون أصغر من الكواكب الأولية بين المريخ والمشتري، وتمثل هذه الكويكبات الصغيرة أنوية لكواكب، إلا أن الجاذبية الهائلة لكوكب المشتري تمنعها من التجمع لتكوين كوكب أكبر[6]؛ كما أن جاذبيته تؤدي إلى المزيد من التصادم فيما بينها، وتمتص معظم الركام الصغير الناجم عن التصادم. ثم أصبحت الأصطدامات أكثر عنفاً، وبدلاً من أن تلتحم معاً، فإن الكواكب المصغرة والكواكب الأولية تحطمت. كنتيجة إن 99.9٪ من الكتلة الأصلية للحزام فُقدت في أول 100 مليون سنة من تاريخ النظام الشمسي[7]. في النهاية وجد بعض الحطام طريقه إلى داخل النظام الشمسي موجهة النيازك للإصطدام بالكواكب الداخلية، وعلى فترات دورية، تضطرب مدارات الكويكبات كلما حدث ما يسمى بالرنين المداري مع المشتري، مما يؤدي إلى تغييرات دورية في مسارات الكويكبات. حدثت فجوة كيركوود عندما ارتدت الكويكبات إلى المدارات الاخرى[8].

فئات اجرام النظام الشمسي الصغيرة هي: أجرام قريبة من الأرض، كويكبات قنطور، حزام كايبر، قرص متفرق، شبية سدنا، وأجسام سحابة أورط.

في 22 يناير عام 2014 أبلغت وكالة الفضاء الأوروبية عن اكتشاف بخار ماء لأول مرة على الكوكب القزم ايريس أكبر أجسام حزام الكويكبات[9]. الاكتشاف كان عن طريق استخدام الأشعة تحت الحمراء البعيدة من مرصد هيرشل الفضائي. الاكتشاف كان غير متوقع لإن المذنبات وليس الكويكبات كانت معتبرة كأجرام غير قابلة للحياة[10].

استكشاف الحزام

في عام 1596 توقع عالم الفلك يوهانس كيبلر أن هناك شيء بين مدار المريخ والمشتري.[11]. وأثناء تحليلاته لبيانات العالم الفلكي تيخو براهي. فكر أن هناك فجوة كبيرة بين مدار المريخ والمشتري[12].

في عام 1766 دَوّن العالم يوهان دانيال تيتيوس[13][14] في ترجمة ألمانية لكتاب تشارلز بونيه (التأمل في الطبيعة)[15]، ملاحظة وهي أن الكواكب تخصع لتتابع رياضي عجيب، حيث أن الكواكب تحمل رقم حسب الترتيب والأرقام هي: (0، ثم 3 ، 6 ، 12 ، 24 ، 48 ، 96 ، 192)؛ حيث أن عطارد يحمل الرقم 0 ، والزهرة تحمل الرقم 3 ، والأرض الرقم 6 وهكذا... وبالتالي نجد أن كل عدد هو ضعف العدد الذي قبله.

فإذا تم إضافة العدد 4 إلى رقم الكوكب، ومن ثم قسمة ناتج الجمع على العدد 10، فسيتم الحصول على أرقام تساوي أبعاد الكواكب عن الشمس مقدرة بالوحدة الفلكية. والشيء الوحيد الذي اُعتبر خطأ هو أنه لم يكن هناك كواكب في الموضع 24 بين المريخ(12) والمشتري(48). وكذلك لم يكن هناك كوكب في الموضع (192)

وعندما اكتشف العالم ويليام هيرشل الكوكب أورانوس عام 1781م الذي يقع في الموضع (192) والذي طابق القانون تماماً، قال الفلكيون لابد من وجود كوكب بين مدار المريخ والمشتري، فاقترح الفلكي الألماني "يوهان بود" وجود كوكب آخر في الفجوة المدارية بين كوكبي المريخ والمشتري. وفي عام 1801م تم اكتشاف سيريس (الجسم الأكبر في الحزام) في المكان الذي تنبأ به "يوهان بود" وهو الرقم (24) وقد اُفترض أنه مذنب لكن عدم وجود ذؤابة(ذيل المذنب) لسيريس اقترح بإنه كوكب، وهذا القانون يعرف الآن بقانون تايتوس - بود ولقد خمن هذا القانون أبعاد جميع الكواكب الثمانية في ذلك الوقت (عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، سيريس، المشتري، زحل، أورانوس) عن الشمس.

وبعد 15 شهر في عام 1802 اكتشف الفلكي هاينريش أولبرز الكويكب "2 بيلاس"، وافترض أن هذا الكويكب والأجسام الصغيرة المحيطة به هي بقايا كوكب مُدَمّر كان يدور في هذا المكان، وفي عام 1807 اكتشف كويكبين آخرين هما "3 جونو" و"4 فيستا"، ولأن شكل هذين الكويكبين يميل إلى شكل نجمة، فقد اقترح ويليام هيرشل على هذا النوع من الكويكبات اسم asteroid[16]، والكلمة تصغير لكلمة aster اليونانية التي تعني نجم[17][18].

في عام 1807 كشفت الأبحاث جسمين جديدين في المنطقة هما: جونو، فيستا[19] بقيام الحروب التي أشعلها "نابليون بونابرت" في أوروبا، توقفت الاكتشافات الفلكية عند هذا الحد، إلى أن تم استئنافها مرة أخرى عام 1845 باكتشاف الكويكب "5 أسترا". بعد هذا توالت الاكتشافات في منطقة حزام الكويكبات، وبحلول منتصف 1866 كان هناك 100 كويكب قد تم اكتشافه عن طريق التصوير الفلكي للعالم ماكس فولف[20] . وبحلول عام 1921م زاد عدد الكويكبات المكتشفة إلى 1000 كويكب[21] ، ووصل إلى 10,000 كويكب في عام 1981[22]، وبَلغَ عدد الكويكبات المكتشفة حوالي 100,000 كويكب في عام 2000[23]،واليوم نعرف أن عددها يصل إلى بضعة ملايين حوالي 1.7 مليون منها يصل قطرها إلى كيلومتر أو أكبر قليلا، وهناك حوالي 200 كويكب يتجاوز قطرها 100 كيلومتر.

ولقد أدى اكتشاف كوكب نبتون في عام 1846 إلى تكذيب قانون بود في عين العلماء، وذلك لأن مداره لم يكن في البعد الصحيح كما توقعه القانون. وحتى الآن لا يوجد تفسير علمي للقانون، ويعتبره العلماء مجرد صدفة[24].

وفي عام 2006 تم اكتشاف مجموعة من المذنبات تدور في حزام الكويكبات.

المنشأ

حزام الكويكبات الذي يظهر الميول المدارية للكويكبات مقابل المسافات من الشمس، حيث يمثل اللون الأحمر كويكبات المنطقة الأساسية للحزام، واللون الأزرق بقية الكويكبات

التشكل

في عام 1802، بعد فترة قصيرة من اكتشاف كويكب بالاس اقترح اولبرز لهيرشل فرضية وهي أن كويكب سيريس وبالاس كانوا فُتات لكوكب كبير كان يتواجد في المنطقة التي تقع بين كوكب المريخ والمشتري، وأن هذا الكوكب قد عانى من إنفجار داخلي أو تصادم مذنبات قبل ملايين السنين[25]. وبمرور الوقت لم يدعم أحد هذه الفرضية. وذلك لأن كتلة الكويكبات مجتمعة أقل من كتلة القمر، والتي تشكل 4% فقط من كتلة القمر، كما أن إنفجار كوكب كامل يتطلب كم كبير جداً من الطاقة، ما يعني أن تأثير الأنفجار كان سيظهر على باقي أجرام المجموعة الشمسية، ومن الأشياء التي ساعدت على ادحاض فرضية الكوكب الكبير، الأختلافات الكيميائية الهامة بين المذنبات كانت ستصبح صعبة التفسير لو كانوا شكلوا كوكباً واحداًً[26]. واليوم معظم العلماء يتفقون على أن الكويكبات لم تشكل كوكباً على الأطلاق.

وبشكل عام، في النظام الشمسي ، يُعتقد أن الكويكبات قد تشكلت من خلال عملية مماثلة لفرضية السديم إستغرقت ملايين السنين : وهي أن سحابة هائلة كثيفة من الغبار والغاز بين النجوم أنهارت تحت تأثير الجاذبية وشكلت قرص دوار من المواد التي تكثفت فيما بعد لتشكل الشمس والكواكب[27]. وخلال المليون سنة الأولى من تاريخ النظام الشمسي، أدت عملية التنامي إلى اصطدامات مما أدى إلى ثقل الجزيئات الصغيرة، والتي زادت في الحجم تدريجيا. وحالما وصلت الجزيئات إلى كتلة كافية بدأت في الانسحاب إلى الاجسام الأخرى عن طريق الجاذبية مما أدى إلى تشكيل كواكب مصغرة، وبعد ذلك تشكلت الكواكب.

الكواكب المصغرة في المنطقة( التي كونت فيما بعد حزام الكويكبات) كانت شديدة الاضطراب بسبب جاذبية كوكب المشتري ولهذا السبب لم تشكل كوكباً. وبدلاً من أن تشكل كوكب، استمرت في الدوران حول الشمس كما كانت قبل ذلك، وتضطرب في بعض الأحيان[28]. حطامات الكواكب المصغرة التي توجد في المناطق التي فيها معدل الاصدامات كبير للغاية، طَغت على ظاهرة التنامي[29]، فمنعت من تشكيل اجسام بحجم الكواكب. حدثت رنينات مدارية في الحزام عندما شكلت الفترة المدارية لجسم في الحزام عدد صحيحاً صغير للفترة المدارية للمشتري. مما جعلت الجسم يضطرب إلى مدار اخر؛ المنطقة الواقعة بين المشتري والمريخ تحتوي على الكثير من المدارات الرنينية. وعندما هاجر المشتري من تكوينه إلى موقعه الحالي كان من الممكن أن يجتاح هذا الرنين حزام الكويكبات، ومثيرا بشكل حيوي أجسام هذه المنطقة وزيادة سرعتها بالنسبة لبعضها البعض[30].

خلال التاريخ المبكر للنظام الشمسي، المذنبات ذابت إلى حد ما، مما ادى إلى السماح للعناصر بداخلها بأن تتباين عن طريق الكتلة بشكل جزئي أو كامل. وأن بعض المذنبات القديمة قد خَضَعت لفترات بركانية متفجرة وشكلت محيطات من الصهارة، وبسبب الحجم الصغير نسبيا للمذنبات، فإن فترات الذوبان كانت قصيرة( مقارنة بالكواكب العملاقة) وتلاشت بشكل عام قبل حوال 4.5 مليار سنة مضت، خلال أول عشر مليون سنة من التكوين[31].

في اغسطس عام 2007 ، خلال دراسة لبلورات معدن الزركون التي وجدت داخل الحجر النيزكي الذي وجِد في القارة القطبية الجنوبية يعتقد انه نشأ من 4 فيستا، ونفس الشيء بالنسبة لباقي حزام الكويكبات، قد تشكلت بسرعة في غضون عشرة ملايين سنة من تاريخ النظام الشمسي[32] .

التطور

الكويكبات ليست عينات من النظام الشمسي البدائي، فقد مرت بتطور كبير منذ تشكلهم، وهذه التغيرات تتضمن: تفدئة داخلية خلال أول عشر ملايين سنة، ذوبان السطح أثر التصادمات، تجوية فضائية من الأشعاع، وقصف بواسطة النيازك الدقيقة[33]. ويشير بعض العلماء على أن الكويكبات هي كواكب مصغرة الوحيدة المتبقية[34]، والبعض الاخر يعتبرها كواكب مصغرة مستقلة [35] .

يُعتقد أن حزام الكويكبات الحالي يحتوي على أجزاء صغيرة من حزام الكويكبات البدائي، وتشير الأبحاث الحاسوبية أن حزام الكويكبات الأصلي قد يملك الكتلة المكافئة للأرض[36]. وذلك بسبب إضطرابات الجاذبية، معظم المواد قُذفت من الحزام في غضون مليون سنة من التكوين، تاركةً خلفها أقل من 0.1% من الكتلة الأصلية[28]. منذ التكوين، توزيع الحجوم في حزام الكويكبات بقيَ مستقر نسبياً، فلم يحدث اي تزايد أو نقصان في الأبعاد النموذجية لحزام الكويكبات الأساسي[37].

مقدار الرنين المداري مع كوكب المشتري حوالي 1:4، في دائرة نصف قطرها 2.06 وحدة فلكية، حيث يمكن اعتبارها الحدود الداخلية لحزام الكويكبات. الاضطرابات التي يسببها كوكب المشتري أدت إلى إرسال الأجسام إلى مدارات غير مستقرة، معظم الأجسام التي تشكلت داخل نصف قطر هذه الفجوة إما إجتاحت من قبل كوكب المريخ(الذي يملك نقطة أوج تبلغ 1.6 وحدة فلكية) أو تُقذف بسبب إضطرابات جاذبيته في الوقت المبكر لتاريخ النظام الشمسي[38]. تقع عائلة هنغاريا بالقرب من الشمس في رنين قدره 1:4، ولكنها محمية من الأضطرابات بسبب ميلها العالي[39].

عندما تشكل حزام الكويكبات في البداية، كّونت درجات الحرارة التي تصل من مسافة 2.7 وحدة فلكية من الشمس خط يعرف ب"خط الثلوج" تحت درجة تجمد المياه، الكواكب المصغرة التي تكونت خلف هذا المسافة كانت قادرة على تجميع الثلوج[40][41]. وفي عام 2006 أُعلن أن عدداً من المذنبات تم اكتشافها داخل حزام الكويكبات والتي تقع خلف خط الثلوج، قد تكون مصدراً لمياه المحيطات على الأرض، ووفقا لبعض النماذج، أن تغزية المياه خلال فترة تكوين الأرض لم تكن كافية لتشكيل المحيطات، مما يتطلب مصدر خارجي لتكوينهم مثل قصف من المذنبات التي تحتوي على الثلوج[42].

الصفات

كويكب 951 غاسبرا، وهو أول كويكب يلتقط له صورة بوساطة مركبة فضائية ، كما يظهر خلال رحلة مركبة غاليلو الى المشتري عام 1916.
فُتات الحجر النيزكي الّيندِ الذي سقط على الأرض في المكسيك عام 1969 ، وهو يحتوي على كندرايدات كربونية.

على عكس الصور الشائعة، حزام الكويكبات في الغالب خالِ، حيث أن الكويكبات منتشرة في مساحة كبيرة، لذا إن اردنا الذهاب إلى احدى الكويكبات سيكون غير محتمل الوصول اليه بدون توجيه دقيق. ومع ذلك، فإن مئات الآلاف من الكويكبات معروفة حاليا، ويصل العدد الأجمالي إلى ملايين الكويكبات أو أكثر، بالإعتماد على الحجم الأدنى للقطعة. هناك أكثر من 200 كويكب معروف بأن حجمها أكبر من 100 كيلومتر[43]، وقد أظهر مسح للأشعة التحت الحمراء بأن من 0.7 - 1.7 مليون كويكب بقطر 1 كيلومتر[44]. ويبلغ القدر الظاهري لمعظم الكويكبات حوالي 11-19 قدر ظاهري، وومع متوسط يبلغ حوالي 16 قدر ظاهري[45].

يقدر إجمالي كتلة حزام الكويكبات حوالي 2.8×1021 إلى 3.2×2110 كيلوغرام، والتي تشكل 4% من كتلة القمر[3]. الكويكبات الأربعة الكبيرة : سيريس ، 2 بالاس ، 10 هيجيا ، 4 فيستا يشكلون نصف الكتلة الإجمالية للحزام، حيث أن ثلث الكتلة يشغلها سيريس وحده[4].

المكونات

يتكون حزام الكويكبات الحالي من ثلاث فئات من الكويكبات: كويكبات نوع (C) أو الكويكبات الكربونية، كويكبات نوع (S) أو كويكبات السيليكات، كويكبات نوع (M) أو الكويكبات المعدنية.

الكويكبات الكربونية ، وهي كويكبات غنية بالكربون، وهي تسيطر على المناطق الخارجية لحزام الكويكبات[46]. معاً يشكلون أكثر من 75% من الكويكبات المرئية. وهم أكثر إحمرار من باقي الكويكبات ولديهم وضاءة منخفضة جدا. تركيبها السطحي مشابه لتركيب الاحجار النيزكية الكندريتية الكربونية. كيميائياً، أطيافهم مشابهة للتكوين البدائي للنظام الشمسي المبكر، مع العناصر الأخف فقط و مواد متطايرة غير موجودة.

كويكبات نوع (s) وهي كويكبات غنية السيليكات وهي أكثر الكويكبات شيوعاً في المنطقة الدخلية للحزام، والتي تبعد حوالي 2.5 وحدة فلكية من الشمس[46][47]. أطياف سطحها تكشف عن وجود سيليكات وبعض المعادن، لكن لا توجد مركبات كربونية. وهذا يدل على أن موادها قد تغيرت بشكل كبير من تكوينها البدائي، بسبب الذوبان والتشكل من جديد. تكون وضائتهم عالية نسبياً ويشكلون حوالي 17% من مجموع كويكبات الحزام.

كويكبات نوع (M) وهي كويكبات غنية بالمعادن، تشكل 10% من مجموع كويكبات الحزام، يكون طيفهم مشابه للحديد والنيكل. يعتقد أن بعضهم تكون من النوى الحديدية لبعض الأجسام السالفة التي تدمرت بسبب الأصطدامات. على أية حال، هناك بعض مركبات السيليكات التي يمكن أن تنتج مظهر مماثل، مثال على ذلك الكويكب الكبير 22 كاليوبي من النوع (M) لايبدو أن يتكون في المقام الأول من المعدن[48]. داخل حزام الكويكبات، توزيع عدد الكويكبات من النوع (M) يرتفع عند نصف المحور الرئيسي على بعد 2.7 وحدة فلكية[49]. ليس من الواضح حتى الان ما إذا كانت جميع كويكبات نوع (M) مماثلة تركيبياً، أو ما إذا كانت علامة للعديد من الأصناف التي لا تناسب بدقة فئتي S , C الرئيسيتين[50].

صورة من تلسكوب هابل يظهر فيها كويكب متعدد الاذيال[51].

هناك سر واحد في حزام الكويكبات، هو الكويكبات البازلتية أو الكويكبات نوع (V) النادرة[52]. تتكون هذه الكويكبات بشكل أساسي من الصخور البازلتية. وكنتيجة، أكثر من نصف الكويكبات تتكون إما من البازلت أو الأوليفين. تشير الملاحظات على أن 99% من المواد البازلتية مفقودة[53]. حتى عام 2001، ساد إعتقاد أن مُعظم الأجسام البازلتية المكتشفة داخل الحزام مصدرها هو الكويكب فيستا كونه الكويكب البازلتي الوحيد كبير الحجم (لذلك تم تسمية المجموعة طبقاً لاسمه وأطلق عليها كويكبات نوع -V-). استمر هذا الإعتقاد سائداً حتى اكتشاف الكويكب 1459 ماجنيا الذي أدى إلى اكتشاف تركيبة كيميائية مختلفة قليلاً عن تركيبة الكويكبات البازلتية الأخرى المكتشفة في ذلك الوقت، مما يشير إلى أنه لم يتكون في الأصل من الكويكب فيستا.[53] تم تعزيز هذه الفرضية من خلال اكتشاف إضافي لإثنين من الكويكبات في المنطقة الخارجية للحزام هما 7472 Kumakiri و الكويكب (10537) 1991 RY16 مع تركيبة بازلتية مختلفة لايمكن أن تنشأ من فيستا، لذلك تخلى العلماء عن كون فيستا أساس الكويكبات البازلتية. وهذان الكويكبان الاخيران هما الكويكبات الوحيدة من نوع(V) التي تم اكتشافها في الحزام الخارجي حتى الآن.[52].

تتناسب درجة حرارة حزام الكويكبات مع المسافة من الشمس. لجزيئات الغبار داخل الحزام، درجات حرارة تترواح من 200 كلفن(-73 درجة سيليزية) على مسافة 2.2 وحدة فلكية إلى 165 كلفن(-108 درجة سيليزية) على بعد 3.2 وحدة فلكية[54]. وبسبب الدوران، يمكن أن تختلف درجة حرارة سطح كويكب ما إختلافاً كبيرا حيث تتعرض الأطراف بالتناوب إلى الأشعاع الشمسي.

حزام المذنبات الرئيسي

يعتقد أن كويكبات الحزام الخارجي قد تكون جليدية، وقد يتعرض الجليد في بعض الأحيان إلى عملية التسامي من خلال تغيرات صغيرة. مذنبات الحزام الرئيسي(الجليدية) ربما كانت مصدر رئيسي لمياه المحيطات على الأرض وذلك لأن نسبة نظير الهيدروجين ديوتيريوم قليلة جداً بالنسبة للمذنبات لذلك يُعتقد أنها كانت المصدر الرئيسي[55] .

المدارات

الإنحرافات المدارية للكويكبات في حزام الكويكبات باللون الأحمر والأزرق، اللون الأحمر يمثل إنحرافات كويكبات المنطقة الأساسية

معظم الكويكبات داخل حزام الكويكبات لديها إنحرافات مدارية أقل من 0.4، وميل أقل من 30°. يبلغ أقصى إنحراف لمدارات الكويكبات حوالي 0.07 وأقصى ميل حوالي 4°[56]. على الرغم من أن الكويكب المثالي يملك مدار دائري يقع بمستوى مسار الشمس، فإن بعض مدارات الكويكبات قد تنحرف بشكل كبير أو تسافر خارج مستوى مسار الشمس.

أحياناً يستخدم مصطلح الحزام الرئيسي لوصف المنطقة الأساسية من الحزام، حيث تم العثور على أعظم كثافة للأجسام، تقع هذه المنطقة بين رنين قدره 4:1 و 2:1 في فجوة كيركوود على بعد 2.06 و 3.27 وحدة فلكية. وفي انحراف مداري أقل تقريباً من 0.33، وعلى طول ميل مداري قدره 20°. إعتباراً من عام 2006، ضمت هذه المنطقة الأساسية 93% من جميع الكواكب الصغيرة المكتشفة في النظام الشمسي. سجلت قاعدة بيانات مختبر الدفع النفاث أكثر من 670000 كويكب في الحزام الرئيسي( المنطقة الأساسية).[57]

فجوات كيركوود

عدد الكويكبات في حزام الكويكبات كدالة على نصف محورهم الرئيسي. تشير الخطوط المستقيمة المتقطعة على وجود فجوة كيركوود، حيث الرنين المداري مع كوكب المشتري الذي يؤدي إلى عدم إستقرار المدارات. تمثل الألوان مناطق حزام الكويكبات:   المنطقة الأولى:الحزام الرئيسي الداخلي   المنطقة الثانية:الحزام الرئيسي المتوسط  المنطقة الثالثة:الحزام الرئيسي الخارجي

يستخدم نصف المحور الرئيسي لوصف بعد مدار كويكب ما حول الشمس، وتحدد قيمته الفترة المدارية للكوب الصغير. في عام 1866، لاحظ دانيال كيركوود فجوات في مدارات الكواكب المصغرة من الشمس. وتوجد هذه الفجوات في الأماكن التي تشكل فيها فترة الكواكب المصغرة حول الشمس جزءا صحيحا من الفترة المدارية للمشتري. أقترح كيركوود أن اضطرابات الجاذبية للكواكب أدت إلى إزالة هذه الكويكبات من هذه المدارات[58] .

عندما تشكل الفترة المدارية للكويكب جزءاً صحيحًا من الفترة المدارية للمشتري، يتكون رنين مداري مع المشتري يؤدي إلى تشكل اضطراب كافِ لجعل الكويكب يضطرب إلى عناصر مدارية جديدة. يتم دفع الكويكبات الموجودة في فجوات المدارات (إما بشكل أساسي بسبب هجرة مدار كوكب المشتري[59]، أو بسبب الأضطرابات والإصطدامات السابقة) تدريجياً إلى مدارات عشوائية.

لا يتم رؤية الفجوات بلقطة بسيطة لمدارات الكويكبات في وقت واحد وذلك لأن مدارات الكويكبات إهليجية، ولا تزال الكثير من الكويكبات تعبر خلال نصف القطر المقابل للفجوات. الكثافة المكانية للكويكبات التي توجد في هذه الفجوات لا تختلف بشكل كبير عن المناطق المجاورة[60].

توجد الفجوات الرئيسي في الرنينات المدارية: 1:3 ، 2:5 ، 3:7 و 1:2 مع المشتري. الكويكبات التي توجد في فجوة كيركوود التي رنينها 1:3 تدور حول الشمس ثلاث مرات لكل مدار المشتري، مثال على ذلك ، يحدث الرنين المداري الضعيف في القيم الأخرى لنصف المحور الرئيسي التي لديها عدد كويكبات قليل.(مثلاً، يحدث الرنين المداري 3:8 لكويكب في محور نصف رئيسي يقع على بعد 2.71 وحدة فلكية)[61] .

كويكبات الحزام الرئيسي تقسم إلى ثلاث مناطق، استناداً على أبرز ثغرات كيركوود:

  • المنطقة الأولى تقع بين الرنين 1:4 (على بعد 2.06 وحدة فلكية) و الرنين 1:3 (على بعد 2.5 وحدة فلكية).
  • المنطقة الثانية تبدأ من نهاية المنطقة الأولى وتنتهي بالرنين 2:5 (على بعد 2.82 وحدة فلكية).
  • المنطقة الثالثة تمتد من الحافة الخارجية للمنطقة الثانية وتنتهي بالرنين 1:2 (على بعد 3.28 وحدة فلكية).[62]

قُسم حزام الكويكبات إلى حزام داخلي وحزام خارجي، الحزام الداخلي شكلته الكويكبات التي تقع بالقرب من المريخ في فجوة كيركوود التي تخضع لرنين قدره 1:3 (على بعد 2.5 وحدة فلكية). والحزام الخارجي شكلته الكويكبات التي تقع بالقرب من مدار المشتري.وقد قسم بعض العلماء الحزام الخارجي والداخلي في فجوة كيركوود رنينها المداري 1:2 ( على بعد 3.3 وحدة فلكية).

تصادمات

الضوء البروجي، تشكل عن طريق الغبار الذي نَتَجَ عن تصادمات الكويكبات فيما بينها

يؤدي العدد الكبير من الكويكبات في منطقة الحزام إلى الكثير من التصادمات فيما بينها، مما يجعلها بيئة نشطة، ويبلغ معدل التصادمات بين الأجرام التي يزيد قطرها على 10 كيلومترات: مرة كل عشرة ملايين عام[63]، وهو معدل كبير بالمقياس الفلكي ويؤدي التصادم عادة إلى تفتت الكويكب إلى أجزاء صغيرة عديدة، بعضها يصبح مجموعة كويكبات أخرى ويستمر في الدوران في المنطقة[64]، وبعض الأجزاء الأخرى تتحول إلى نيازك تهبط إلى الكواكب الأخرى ومنها الأرض، أو شهب تحترق في المجال الجوي. وينتج عن التصادمات أيضا كميات كبيرة من التراب تستمر في الدوران في المنطقة.

في أحيان أخرى -عندما تكون سرعة الدوران بطيئة- يؤدي التصادم إلى التصاق كويكبين معا. وعلى مدى أربعة مليارات سنة هي عمر الحزام، تغيّر شكل الكويكبات التي تدور فيه تماما عما كان وقت تكونه بسبب هذه التصادمات.

يحتوي حزام الكويكبات على مجاميع من الغبار التي يصل نصف قطرها إلى مئات الميكرومتر. يتم إنتاج هذا الغبار ، من الإصطدامات التي تحدث بين الكويكبات، وتنتج أيضا عن قصف الكويكبات بالنيازك الناعمة. نظراً لتأثير ظاهرة بوينتنج - روبرتسون فإن ضغط الإشعاع الشمسي يعمل على نقصان سرعة جسيم الغبار ويجعله يتجه إلى الشمس ببطء[65].

المراجع

  1. Matt Williams (2015-08-23). "What is the Asteroid Belt?". Universe Today. مؤرشف من الأصل في 30 مارس 201930 يناير 2016.
  2. Krasinsky, G. A.; Pitjeva, E. V.; Vasilyev, M. V.; Yagudina, E. I. (July 2002). "Hidden Mass in the Asteroid Belt". Icarus. 158 (1): 98–105. Bibcode:2002Icar..158...98K. doi:10.1006/icar.2002.6837.
  3. Pitjeva, E. V. (2005). "High-Precision Ephemerides of Planets—EPM and Determination of Some Astronomical Constants" ( كتاب إلكتروني PDF ). Solar System Research. 39 (3): 176–186. Bibcode:2005SoSyR..39..176P. doi:10.1007/s11208-005-0033-2. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في July 3, 2014.
  4. Yeomans, Donald K. (July 13, 2006). "JPL Small-Body Database Browser". NASA JPL. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 201027 سبتمبر 2010.
  5. Brian Koberlein (2014-03-12). "Why the Asteroid Belt Doesn't Threaten Spacecraft". Universe Today. مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 201930 يناير 2016.
  6. Nola Taylor Redd (2012-06-11). "Asteroid Belt: Facts & Information". Space.com. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 201930 يناير 2016.
  7. Beatty, Kelly (March 10, 2009). "Sculpting the Asteroid Belt". Sky & Telescope. مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 201830 أبريل 2014.
  8. Delgrande, J. J.; Soanes, S. V. (1943). "Kirkwood's Gap in the Asteroid Orbits". Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 37: 187. Bibcode:1943JRASC..37..187D.
  9. Küppers, Michael; O’Rourke, Laurence; Bockelée-Morvan, Dominique; Zakharov, Vladimir; Lee, Seungwon; von Allmen, Paul; Carry, Benoît; Teyssier, David; Marston, Anthony; Müller, Thomas; Crovisier, Jacques; Barucci, M. Antonietta; Moreno, Raphael (2014). "Localized sources of water vapour on the dwarf planet (1) Ceres". Nature. 505 (7484): 525–527. Bibcode:2014Natur.505..525K. doi:10.1038/nature12918. ISSN 0028-0836. PMID 24451541.
  10. Herschel Telescope Detects Water on Dwarf Planet - تصفح: نسخة محفوظة 02 مارس 2017 على موقع واي باك مشين.
  11. "Dawn: Between Jupiter and Mars [sic], I Place a Planet" ( كتاب إلكتروني PDF ). مختبر الدفع النفاث. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 18 فبراير 2017.
  12. Russell, Christopher; Raymond, Carol, المحررون (2012). "The Dawn Mission to Minor Planets 4 Vesta and 1 Ceres". Springer Science+Business Media. صفحة 5. مؤرشف من الأصل في 04 أبريل 2020.
  13. "A Brief History of Asteroid Spotting". Open2.net. مؤرشف من الأصل في 07 أغسطس 201115 مايو 2007.
  14. Hoskin, Michael. "Bode's Law and the Discovery of Ceres". Churchill College, Cambridge. مؤرشف من الأصل في 1 ديسمبر 201612 يوليو 2010.
  15. Hilton, J. (2001). "When Did the Asteroids Become Minor Planets?". US Naval Observatory (USNO). مؤرشف من الأصل في 06 أبريل 201201 أكتوبر 2007.
  16. Cunningham, Clifford (1984). "William Herschel and the First Two Asteroids". The Minor Planet Bulletin. Dance Hall Observatory, Ontario. 11: 3. Bibcode:1984MPBu...11....3C.
  17. Harper, Douglas (2010). "Asteroid". Online Etymology Dictionary. Etymology Online. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو 201715 أبريل 2011.
  18. DeForest, Jessica (2000). "Greek and Latin Roots". Michigan State University. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 200725 يوليو 2007.
  19. Kelly, Karen (2007). "U of T researchers discover clues to early solar system". University of Toronto. مؤرشف من الأصل في 29 فبراير 201212 يوليو 2010.
  20. Hughes, David W. (2007). "A Brief History of Asteroid Spotting". BBC. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 201120 أبريل 2007.
  21. Moore, Patrick; Rees, Robin (2011). Patrick Moore's Data Book of Astronomy (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. صفحة 156.  .
  22. Manley, Scott (August 25, 2010). Asteroid Discovery from 1980 to 2010. YouTube. مؤرشف من الأصل في 8 نوفمبر 201915 أبريل 2011.
  23. "MPC Archive Statistics". IAU Minor Planet Center. مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 201804 أبريل 2011.
  24. "Is it a coincidence that most of the planets fall within the Titius-Bode law's boundaries?". astronomy.com. مؤرشف من الأصل في 5 يونيو 201822 يناير 2014.
  25. "A Brief History of Asteroid Spotting". Open2.net. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 201115 مايو 2007.
  26. Masetti, M. & Mukai, K. (December 1, 2005). "Origin of the Asteroid Belt". NASA Goddard Spaceflight Center. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 201425 أبريل 2007.
  27. Watanabe, Susan (July 20, 2001). "Mysteries of the Solar Nebula". NASA. مؤرشف من الأصل في 24 أغسطس 201202 أبريل 2007.
  28. Petit, J.-M.; Morbidelli, A. & Chambers, J. (2001). "The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt" ( كتاب إلكتروني PDF ). Icarus. 153 (2): 338–347. Bibcode:2001Icar..153..338P. doi:10.1006/icar.2001.6702. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 21 فبراير 200722 مارس 2007.
  29. Edgar, R. & Artymowicz, P. (2004). "Pumping of a Planetesimal Disc by a Rapidly Migrating Planet" ( كتاب إلكتروني PDF ). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 354 (3): 769–772. arXiv:. Bibcode:2004MNRAS.354..769E. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.08238.x. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 6 يوليو 201721 يوليو 2014.
  30. Scott, E. r. d. (March 13–17, 2006). "Constraints on Jupiter's Age and Formation Mechanism and the Nebula Lifetime from Chondrites and Asteroids". Proceedings 37th Annual Lunar and Planetary Science Conference. League City, Texas: Lunar and Planetary Society. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 201816 أبريل 2007.
  31. Taylor, G. J.; Keil, K.; McCoy, T.; Haack, H. & Scott, E. R. D. (1993). "Asteroid differentiation – Pyroclastic volcanism to magma oceans". Meteoritics. 28 (1): 34–52. Bibcode:1993Metic..28...34T. doi:10.1111/j.1945-5100.1993.tb00247.x.
  32. Kelly, Karen (2007). "U of T researchers discover clues to early solar system". University of Toronto. مؤرشف من الأصل في 29 فبراير 201212 يوليو 2010.
  33. Clark, B. E.; Hapke, B.; Pieters, C.; Britt, D. (2002). "Asteroid Space Weathering and Regolith Evolution". Asteroids III. University of Arizona: 585. Bibcode:2002aste.conf..585C. Gaffey, Michael J. (1996). "The Spectral and Physical Properties of Metal in Meteorite Assemblages: Implications for Asteroid Surface Materials". Icarus. 66 (3): 468–486. Bibcode:1986Icar...66..468G. doi:10.1016/0019-1035(86)90086-2. ISSN 0019-1035. Keil, K. (2000). "Thermal alteration of asteroids: evidence from meteorites". Planetary and Space Science. مؤرشف من الأصل في 10 يناير 201608 نوفمبر 2007. Baragiola, R. A.; Duke, C. A.; Loeffler, M.; McFadden, L. A. & Sheffield, J. (2003). "Impact of ions and micrometeorites on mineral surfaces: Reflectance changes and production of atmospheric species in airless solar system bodies". EGS – AGU – EUG Joint Assembly: 7709. Bibcode:2003EAEJA.....7709B.
  34. Chapman, C. R.; Williams, J. G.; Hartmann, W. K. (1978). "The asteroids". Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 16: 33–75. Bibcode:1978ARA&A..16...33C. doi:10.1146/annurev.aa.16.090178.000341.
  35. Kracher, A. (2005). "Asteroid 433 Eros and partially differentiated planetesimals: bulk depletion versus surface depletion of sulfur" ( كتاب إلكتروني PDF ). Ames Laboratory. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 28 نوفمبر 200708 نوفمبر 2007.
  36. Robert Piccioni (2012-11-19). "Did Asteroid Impacts Make Earth Habitable?". Guidetothecosmos.com. مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 201703 مايو 2013.
  37. Stiles, Lori (September 15, 2005). "Asteroids Caused the Early Inner Solar System Cataclysm". University of Arizona News. مؤرشف من الأصل في 30 ديسمبر 200618 أبريل 2007.
  38. Alfvén, H.; Arrhenius, G. (1976). "The Small Bodies". SP-345 Evolution of the Solar System. NASA. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 200712 أبريل 2007.
  39. Spratt, Christopher E. (April 1990). "The Hungaria group of minor planets". Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 84: 123–131. Bibcode:1990JRASC..84..123S.
  40. Lecar, M.; Podolak, M.; Sasselov, D.; Chiang, E. (2006). "Infrared cirrus – New components of the extended infrared emission". The Astrophysical Journal. 640 (2): 1115–1118. arXiv:. Bibcode:2006ApJ...640.1115L. doi:10.1086/500287.
  41. Berardelli, Phil (March 23, 2006). "Main-Belt Comets May Have Been Source Of Earths Water". Space Daily. مؤرشف من الأصل في 18 أكتوبر 201827 أكتوبر 2007.
  42. Lakdawalla, Emily (April 28, 2006). "Discovery of a Whole New Type of Comet". The Planetary Society. مؤرشف من الأصل في 01 مايو 200720 أبريل 2007.
  43. Yeomans, Donald K. (April 26, 2007). "JPL Small-Body Database Search Engine". NASA JPL. مؤرشف من الأصل في 12 مايو 201926 أبريل 2007.  – search for asteroids in the main belt regions with a diameter >100.
  44. Tedesco, E. F. & Desert, F.-X. (2002). "The Infrared Space Observatory Deep Asteroid Search". The Astronomical Journal. 123 (4): 2070–2082. Bibcode:2002AJ....123.2070T. doi:10.1086/339482.
  45. Williams, Gareth (September 25, 2010) "Distribution of the Minor Planets" Minor Planet Center. نسخة محفوظة 07 أبريل 2018 على موقع واي باك مشين.
  46. Wiegert, P.; Balam, D.; Moss, A.; Veillet, C.; Connors, M. & Shelton, I. (2007). "Evidence for a Color Dependence in the Size Distribution of Main-Belt Asteroids" ( كتاب إلكتروني PDF ). The Astronomical Journal. 133 (4): 1609–1614. arXiv:. Bibcode:2007AJ....133.1609W. doi:10.1086/512128. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 8 أغسطس 201706 سبتمبر 2008.
  47. Clark, B. E. (1996). "New News and the Competing Views of Asteroid Belt Geology". Lunar and Planetary Science. 27: 225–226. Bibcode:1996LPI....27..225C.
  48. Margot, J. L. & Brown, M. E. (2003). "A Low-Density M-type Asteroid in the Main Belt". Science. 300 (5627): 1939–1942. Bibcode:2003Sci...300.1939M. doi:10.1126/science.1085844. PMID 12817147.
  49. Lang, Kenneth R. (2003). "Asteroids and meteorites". NASA's Cosmos. مؤرشف من الأصل في 3 مارس 201702 أبريل 2007.
  50. Mueller, M.; Harris, A. W.; Delbo, M. (2005). the MIRSI Team. "21 Lutetia and other M-types: Their sizes, albedos, and thermal properties from new IRTF measurements". Bulletin of the American Astronomical Society. 37: 627. Bibcode:2005DPS....37.0702M.
  51. "When is a comet not a comet?". ESA/Hubble Press Release. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 201812 نوفمبر 2013.
  52. Duffard, R. D.; Roig, F. (July 14–18, 2008). "Two New Basaltic Asteroids in the Main Belt?". Asteroids, Comets, Meteors 2008. Baltimore, Maryland. arXiv:. Bibcode:2008LPICo1405.8154D.
  53. Than, Ker (2007). "Strange Asteroids Baffle Scientists". space.com. مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 201014 أكتوبر 2007.
  54. Low, F. J.; et al. (1984). "Infrared cirrus – New components of the extended infrared emission". Astrophysical Journal Letters. 278: L19–L22. Bibcode:1984ApJ...278L..19L. doi:10.1086/184213.
  55. "Interview with David Jewitt". YouTube.com. 2007-01-05. مؤرشف من الأصل في 29 أبريل 201621 مايو 2011.
  56. Williams, Gareth (September 25, 2010). "Distribution of the Minor Planets". Minor Planets Center. مؤرشف من الأصل في 13 يونيو 201727 أكتوبر 2010.
  57. "JPL Small-Body Database Search Engine: orbital class (MBA)". JPL Solar System Dynamics. مؤرشف من الأصل في 04 أبريل 202026 فبراير 2018.
  58. Fernie, J. Donald (1999). "The American Kepler". American Scientist. 87 (5): 398. doi:10.1511/1999.5.398. مؤرشف من الأصل في 21 يونيو 201704 فبراير 2007.
  59. Liou, Jer-Chyi & Malhotra, Renu (1997). "Depletion of the Outer Asteroid Belt". Science. 275 (5298): 375–377. Bibcode:1997Sci...275..375L. doi:10.1126/science.275.5298.375. PMID 8994031. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 200901 أغسطس 2007.
  60. McBride, N. & Hughes, D. W. (1990). "The spatial density of asteroids and its variation with asteroidal mass". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 244: 513–520. Bibcode:1990MNRAS.244..513M.
  61. Ferraz-Mello, S. (June 14–18, 1993). "Kirkwood Gaps and Resonant Groups". proceedings of the 160th International Astronomical Union. Belgirate, Italy: Kluwer Academic Publishers. صفحات 175–188. مؤرشف من الأصل في 8 نوفمبر 201728 مارس 2007.
  62. Klacka, Jozef (1992). "Mass distribution in the asteroid belt". Earth, Moon, and Planets. 56 (1): 47–52. Bibcode:1992EM&P...56...47K. doi:10.1007/BF00054599.
  63. Backman, D. E. (March 6, 1998). "Fluctuations in the General Zodiacal Cloud Density". Backman Report. NASA Ames Research Center. مؤرشف من الأصل في March 3, 201204 أبريل 2007.
  64. David Nesvorný, William F. Bottke Jr, Luke Dones & Harold F. Levison (June 2002). "The recent breakup of an asteroid in the main-belt region" ( كتاب إلكتروني PDF ). Nature. 417: 720–722. Bibcode:2002Natur.417..720N. doi:10.1038/nature00789. PMID 12066178. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 22 مايو 2019.
  65. Reach, William T. (1992). "Zodiacal emission. III – Dust near the asteroid belt". Astrophysical Journal. 392 (1): 289–299. Bibcode:1992ApJ...392..289R. doi:10.1086/171428.

مقالات ذات صلة

وصلات أخرى

[1]

موسوعات ذات صلة :