تويت
كواكب سياره صغيره Asteroids - Astéroïdes
الكواكب السيارة الصغيرة
الكويكب asteroid هو واحـد من آلاف الأجسام الصخرية والمعدنية التي تدور حـول الشمس، وهو صغير جداً ـ نسبة للكواكب ـ فلا يمكن تسميته كوكباً planet [ر. الكوكب].
تتحرك معظم هذه الكويكبات بين فلكي المريخ Mars والمشتري Jupiter. كما أن لبعضها مسارات قريبة من مسار الأرض، وأخرى تقترب كثيراً من الشمس، وليس لأي منها غلاف جوي. وتعرف الكويكبات أيضاً بأسماء أخرى: أشباه الكواكب planetoids أو الكواكب الصغيرة minor planets.
اكتشاف الكويكبات
يدور الجدل حالياً بين علماء الفلك حول الكوكب بلوتو Pluto، فيرى بعضهم أن هذا الكوكب الصغير هو كويكب يجب أن يعطى رقماً ويدخل في تصنيف الكويكبات، ويحذف من قائمة الكواكب التسعة الرئيسة التي تدور حول الشمس وهذا يذكر بالجدل الذي جرى بين علماء الفلك قبل أكثر من 150 سنة مضت حول تسمية الكويكبات التي اكتشفت آنذاك، إذ كان رأي بعضهم أنها كواكب تضاف إلى الكواكب السبعة التي كانت معروفة آنذاك. وقد فقد بلوتو صفة الكوكب بموجب القرار الذي صدر في آب/أغسطس 2006 عن المؤتمر الدولي للفلكيين الذي انعقد في براغ لمخالفته تعريف الكوكب الذي اتفق عليه الفلكيون.
اكتشف الفلكي الألماني تيتوس فون ڤيتنبرغ Titus von Wittenburg عام 1766 أن المسافات النسبية بين الكواكب الستة ـ التي كانت معروفة يومئذ ـ والشمس تنبئ بوجود كوكب سابع بين مساري المريخ والمشتري. وقام الفلكي يوهان بود Johann Bode مدير مرصد برلين Berlin observatory بتبسيط أفكار ڤيتنبرغ، فأصبح الموضوع يعرف فيما بعد باسم قانون بود Bode’s law.
واهتم علماء الفلك بالموضوع، واعتقدوا بوجود كوكب سيَّار آخر. وبدأت عمليات الرصد والمتابعة لهذا الكوكب المجهول. وفي عام 1781 تم اكتشاف الكوكب أورانوس Uranus على المسافة نفسها التي تنبأ بها قانون بود، فاكتشف الكوكب السابع. ولكن بقيت مسألة الفجوة بين كوكبي المريخ والمشتري مطروحة، وبقي الباب مفتوحاً للبحث عن كوكب آخر في هذه الفجوة.
لكن الفلكي الإيطالي غجوسيبي بياتزي Giuseppe Piazzi، من مرصد باليرمو Palermo كان أول من اكتشف جسماً في هذه الفجوة، وذلك في الأول من كانون الثاني/يناير عام 1801، فحسبه كوكباً فسماه سيرس فرديناندي Ceres Ferdinandea؛ تكريماً لسيرس إلهة المحاصيل عند الرومان، وللملك فرديناند الرابع Ferdinand IV ملك نابولي وصقلية، ثم حذف الاسم الثاني لأسباب سياسية. وبهذا تم الاعتقاد بأن الفجوة قد امتلأت وانتهى البحث. يبلغ قطر الكويكب سيرس 1000 كيلو متر تقريباً، وتبلغ كتلته 7.7 ×2010 كيلوغرام.
وفي 28 آذار/مارس 1802 اكتشف أولبرس Heinrich Olbers جسماً صغيراً آخر في هذه الفجوة، في أثناء رصده سيرس، سماه بالاس Pallas، فعادت مسألة الفجوة ثانية إلى الظهور. وعادت مشكلة البحث عن الكوكب المجهول.
تمكن هرشل Herschel من تحديد أبعاد هذين الجرمين الجديدين عام 1802، واقترح تسميتهما كويكبات asteroids، وأكد أن سيرس وبالاس ليسا كوكبين. وبدأ الجدال والاختلاف على التسمية.
وفي حزيران/يونيو من عام 1804 تم اكتشاف جونو Juno. ثم في عام 1807 اكتشف فيستا Vesta. وأضيفت هذه الكويكبات إلى قائمة الكواكب.
حتى إنه في عام 1828 كانت قائمة الكواكب كما ذُكرت في كتاب «أولى الخطوات إلى علمي الفلك والجغرافيا» First Steps to Astronomy and Geography هي:
عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرض Earth، المريخ Mars، فيسـتا Vesta، جونو Juno، سـيرس Ceres، بالاس Pallas، المشتري Jupiter، زحل Saturn، هرشل Herschel (الذي سمي فيما بعد أورانوس Uranus). وبقي هذا التصنيف في بريطانيا حتى عام 1850. وتتالى اكتشاف الكويكبات حتى أصبح عددها 15 في عام 1851.
وفي عام 1852، وحسماً للجدل الدائر حول التسمية، قال الفلكي الأمريكي غولد B.A.Gould: «إن عدد هذه الأجرام الصغيرة المكتشفة في ازدياد مستمر، ومن الصعب أن نجد رمزاً مميزاً لكل منها، (حيث كان لكل كوكب رمز مميز)». فتـم الاتفاق على تسميتها كويكبات وترقيمها وترتيبها، ابتداءً من i5 Astrea حتى i15 Eunomia. ثـم في عام 1867 أدخلت i1Ceres, i2 Pallas, 3 Juno, 4 Vesta.
إن اكتشاف عددٍ من الكويكبات دفع أولبرس إلى الاعتقاد أن هذه الكويكبات هي شظايا كوكب مُدَمَّر من زمن بعيد مضى؛ نتيجة اصطدامه بمذنب comet ضخم. لكن هناك نظرية أخرى تقول: إن هذه الكويكبات لم يسبق لها أبداً أن كانت ملتصقة بعضها ببعض ككوكب، وإنمـا هي صخور ومعادن متناثرة من بقايـا تشـكل النظام الشمسي solar system الذي حدث قبل 4.6 بليون سنة.
وقد تم بعد ذلك اكتشاف مئات الآلاف من الكويكبات، وتم تصنيف بعضها وأعطيت أسماءً وأرقاماً للدلالة على كل منها، وحُددت ودُرست مساراتها بدقة. ويستمر البحث عـن كويكبات جديدة حتى اليـوم. ويوجد 16 كويكباً، قطر كل منها قرابة 240 كيلو متراً، تدور بالقرب من مسار الأرض، وهذه تدعى نيازك meteorites. وقد قام مركز هارفارد Harvard للفيزياء الفلكية في الولايات المتحدة الأمريكية بتصنيف وإنشاء ملف كامل لمقاييس 3000 من الكويكبات ومواقعها. كما أن معهد الفلك النظري Institute for Theoretical Astronomy في لينينغراد Leningrad ينشر سنوياً تفاصيل مواقع أكثر من 2200 من الكويكبات.
ومن الجدير بالذكر أن كل الكويكبات لو جمعت معاً كجرم واحد ما زاد قطر هذا الجرم على 1500 كيلومتر (أي أقل من نصف قطر قمر الأرض)، وما زادت كتلته عن 2.3 × 10 21 كيلوغرام (أي أقل من 1/30 من كتلة قمر الأرض، إذ أن كتلة القمر هي 7.35 × 10 22 كيلو غرام).
الشكل (1)
حزام الكويكبات
حزام الكويكبات
تدور الكويكبات حول الشمس، وتبدو للراصد كأنها تتحرك جماعة، مشكلة حزاماً belt كثيفاً بين مساري المريخ والمشتري (الشكل1). وهي أقرب إلى المريخ منها إلى المشتري. ويراوح بعدهما عن الشمس بين 300 مليون إلى 600 مليون كيلومتر. كما تراوح مدة الدورة الواحدة لها حول الشمس بين ثلاث إلى ست سنوات.
ولما كانت الكويكبات بقايا من بدايات تشكل النظام الشمسي فقد اهتم العلماء بدراستها والتعرف على بنيتها وتركيبها، وقامت مركبة فضائية بالطواف خلال حزام الكويكبات، فوجدت أن الحزام خالٍ تماماً، وأن الكويكبات تفصل بينها مسافات شاسعة، فقد كانت كل المعلومات المتوفرة عن الكويكبات قبل عام 1991 تعتمد على المراصد الأرضية. لكن في تشرين الأول/أكتوبر من عام 1991 قامت المركبة الفضائية غاليليو Galileo وهي في طريقها إلى المشتري زيارة الكويكب 951 غاسبرا i951 Gaspra وحصلت على أدق الصور له (الشكل 2).
وفي آب/أغسطس 1993 اقتربت جداً من الكويكب 243 إيدا i243 Ida، ومن قمره داكتيل Dactyl (الشكل 3)، فكان الكويكب الثاني الذي تزوره غاليليو. ودلت الصور على أن هذين الكويكبين غنيان بمعدني الحديد والنيكل.
الشكل (2)
الكويكب 951 غاسبرا
الشكل (3)
الكويكب 243 إيد i243 Ida وقمره الصغير داكتيل Dactyl الذي يدور حوله
المسار
درس الفلكيون عدداً من الكويكبات، وتبين أن الأغلبية العظمى من مساراتها شبه دائرية ـ إهليلجية (قطوع ناقصة) ـ ذات أنصاف أقطار رئيسية، أي ذات أبعاد متوسطة عن الشمس يرمز لها بـ ل، وتراوح هذه الأبعاد بين وحدتين و4 وحدات فلكية AU (و .ف). أي إن 4و.ف £ ل £ ا2و.ف. علماً أن الوحدة الفلكية astronomical unit تساوي متوسط بعد الأرض عن الشمس، أي إن: 1و.ف =149.6×610 كم.
ومع ذلك توجد كويكبات صغيرة تقع مساراتها بين مساري الأرض والمريخ. وتوجد مجموعات من الكويكبات بعدها عن الشمس يساوي بعد المريخ عن الشمس.
إن أبعد الكويكبات المكتشفة عن الشمس حتى اليوم، هو 2060 شيرون i2060 Chiron، وهو يبعد 2051.9 مليون كيلومتر، ومسـاره بين زحـل وأورانوس (أي ل=13.6و.ف)، فـي حيـن أن أقربهـا يبعـد 124.2 مليـون كيلومتر (أي ل= 0.83 و.ف).
إن أغلب هذه المسارات تميل على مستوي دائرة البروج Ecliptic بأكثر مما تميله مسارات الكواكب الرئيسة. والتباعد المركزي eccentricity الوسطي لها (e) يسـاوي 0.15 تقريباً، وأحياناً قـد يتجاوز 0.5. وأما زاوية الميل inclination (i) فهي 10 درجات تقريباً، وأحياناً قد تتجاوز 30 درجة، مقتربة من زوايا ميل المذنبات ذات الدور الصغير.
الشكل (4)
أشد الكويكبات سطوعاً Vesta 4
السطوع
دلت القياسات التي تم الحصول عليها لمقدار السطوع brightness، لعدد كبير من الكويكبات على أنها تختلف من كويكب إلى آخر، وتبين أن هذا الاختلاف هو من مضاعفات 2.5 قدر magnitude، ولكن درجة سطوع أغلبها هي 0.3 قدر أو أقل. ويعدّ الكويكب 4 فيستا الأشد لمعاناً بينها (الشكل 4)، حيـث درجة سطوعه 6 قدر.
الأشكال والأدوار والتوابع
تختلف أشكال الكويكبات وأحجامها بعضها عن بعض، وهي بصورة عامة ذات أشكال غير نظامية، أما العناصر الكبيرة منها، وبعض الصغيرة خاصة التي تتكون من مواد غير متماسكة فهي شبه كروية.
تستغرق أغلب الكويكبات مدة 8 إلى 11ساعة لتتم دورتها حول نفسها. لكن بصورة عامة تراوح مدة دورة الكويكب بين ساعتين ونصف وثمانين ساعة. ويعتقد أن سبب الأدوار الصغيرة لبعض الكويكبات هو ما عانته من تصادمات أدت إلى تشوه أشكالها وازدياد سرعة دورانها.
ولا يمكن لأي كويكب أن يقل دوره عن ساعتين ونصف، لأن التسارع المركزي النابذ centripetal acceleration حينئذٍ عند خط الاستواء للكويكب سيزيد على قوة جاذبيته؛ مما يؤدي إلى تناثره أجزاءً.
التركيب الكيميائي للكويكبات
لدراسة التركيب الكيميائي لجرم في السماء يقاس مقدار انعكاسية reflectivity سطح هذا الجرم- وهو ما يدعى ألبيدو albedo - وهو نسبة مقدار الإشعاع الكهرمغنطيسي electromagnetic radiation المنعكس إلى المقدار الساقط على سطح الجرم. فمثلاً انعكاسية القمر هي 12٪، وانعكاسية الأرض تراوح بين 37٪ و 39٪، وقمر زحل هو الأكثر انعكاسية بين الأجرام السماوية إذ يبلغ 99٪. وقد صنفت الكويكبات تبعاً لطيفها ولهذه النسبة (وبالتالي تبعاً لتركيبها الكيميائي) كما يأتي:
1ـ النمط C (C-type) ويضم أكثر من 75٪ من الكويكبات المكتشفة:
أقصى درجات الظلام extremely dark ( انعكاسيته 0.03) مشابهاً بذلك النيازك ذات البنية الكوندريت الفحمية carbonaceous chondrite meteorites. أي إن التركيب الكيميائي له هو التركيب الكيميائي للشمس غير أنه لا يحوي الهدروجين والهيليوم والسوائل المتبخرة المتطايرة.
2ـ النمط S (S-type) ويضم أكثر من 17٪ من الكويكبات المكتشفة:
كويكباته ساطعة نسبياً (انعكاسيتها 0.10 ـ0.20)، بنيتها معدنية فيها مركب الحديد ـ النيكل iron-nickel مع مركب الحديد ـ المغنيزيوم ـ الرمال iron-magnesium-silicates.
3ـ النمط M (M-type)) ويضم أكثرية الكويكبات الباقية:
كويكباته ساطعة، (انعكاسيتها 0.10 ـ 0.18)، بنيتها حديد ـ نيكل نقي.
وتوجد أنماط أخرى نادرة.
الأحجام والكتل
كانت عملية تقدير حجم الكويكب تخمينية حتى عام 1970 تعتمد على ملاحظة بريقه في السماء. ولكن هذه الكويكبات كانت باهتة بالنسبة للراصد ـ عدا الكويكب فيستا ـ حتى باستخدام المراصد الضخمة. فمثلاً لم يكن ممكناً معرفة فيما إذا كان الكويكب 324 Bamberga جرماً ساطع اللون، ذا قطر يساوي 70 كيلومتراً أو (كما هو معروف اليوم) جرماً حالك العتمة، ذا قطر يساوي 256 كيلومتراً. لكن التقنيات الحديثة التي استخدمت بعد عام 1970 ساعدت كثيراً على دراسة الكويكبات وتحديد أبعادها وحساب أحجامها. وقد صار اليوم معروفاً أن الكويكبات الأشد ظلمة هي الأكبر حجماً.
وقد تمكن العلماء مـن معرفة كثيـر عن كتلها، فمثلاً كتـلة Ceres هي 1.2 × 2110 كيلوغرام، وكتـلة Pallas هي 2.2 × 2010، وكتلة Vesta هي 2.7 × 2010.
ويلخص الجدول (1) خصائص بعض الكويكبات التي يزيد قطرها على 200 كيلومتر، مرتبة تنازلياً حسب حجمها.
الجدول (1)
لا يمكن رؤية الكويكبات بالعين المجردة، لكن يمكن رؤية كثير منها بمنظار مزدوج binoculars أو بمنظار فلكي telescope بسيط.
يوجد بعض الخلاف حول تصنيف الأجرام السماوية الصغيرة إلى: كويكبات ومذنبات وأقمار moons. إذ يوجد كثير من توابع الكواكب planetary satellites التي من الأرجح أنها كويكبات أسرتها تلك الكواكب بتأثير جاذبيتها. مثلاً قمرا المريخ: دايموس Deimos وفوبوس Phobos، وأقمار المشتري الثمانية، وقمر زحل فويب Phoebe، وربما بعض أقمار الكواكب زحل وأورانوس ونبتون المكتشفة حديثاً، فهي أكثر شبهاً بالكويكبات منها بالأقمار الكبيرة.
أنور توفيق اللحام
الكواكب السيارة الصغيرة
الكويكب asteroid هو واحـد من آلاف الأجسام الصخرية والمعدنية التي تدور حـول الشمس، وهو صغير جداً ـ نسبة للكواكب ـ فلا يمكن تسميته كوكباً planet [ر. الكوكب].
تتحرك معظم هذه الكويكبات بين فلكي المريخ Mars والمشتري Jupiter. كما أن لبعضها مسارات قريبة من مسار الأرض، وأخرى تقترب كثيراً من الشمس، وليس لأي منها غلاف جوي. وتعرف الكويكبات أيضاً بأسماء أخرى: أشباه الكواكب planetoids أو الكواكب الصغيرة minor planets.
اكتشاف الكويكبات
يدور الجدل حالياً بين علماء الفلك حول الكوكب بلوتو Pluto، فيرى بعضهم أن هذا الكوكب الصغير هو كويكب يجب أن يعطى رقماً ويدخل في تصنيف الكويكبات، ويحذف من قائمة الكواكب التسعة الرئيسة التي تدور حول الشمس وهذا يذكر بالجدل الذي جرى بين علماء الفلك قبل أكثر من 150 سنة مضت حول تسمية الكويكبات التي اكتشفت آنذاك، إذ كان رأي بعضهم أنها كواكب تضاف إلى الكواكب السبعة التي كانت معروفة آنذاك. وقد فقد بلوتو صفة الكوكب بموجب القرار الذي صدر في آب/أغسطس 2006 عن المؤتمر الدولي للفلكيين الذي انعقد في براغ لمخالفته تعريف الكوكب الذي اتفق عليه الفلكيون.
اكتشف الفلكي الألماني تيتوس فون ڤيتنبرغ Titus von Wittenburg عام 1766 أن المسافات النسبية بين الكواكب الستة ـ التي كانت معروفة يومئذ ـ والشمس تنبئ بوجود كوكب سابع بين مساري المريخ والمشتري. وقام الفلكي يوهان بود Johann Bode مدير مرصد برلين Berlin observatory بتبسيط أفكار ڤيتنبرغ، فأصبح الموضوع يعرف فيما بعد باسم قانون بود Bode’s law.
واهتم علماء الفلك بالموضوع، واعتقدوا بوجود كوكب سيَّار آخر. وبدأت عمليات الرصد والمتابعة لهذا الكوكب المجهول. وفي عام 1781 تم اكتشاف الكوكب أورانوس Uranus على المسافة نفسها التي تنبأ بها قانون بود، فاكتشف الكوكب السابع. ولكن بقيت مسألة الفجوة بين كوكبي المريخ والمشتري مطروحة، وبقي الباب مفتوحاً للبحث عن كوكب آخر في هذه الفجوة.
لكن الفلكي الإيطالي غجوسيبي بياتزي Giuseppe Piazzi، من مرصد باليرمو Palermo كان أول من اكتشف جسماً في هذه الفجوة، وذلك في الأول من كانون الثاني/يناير عام 1801، فحسبه كوكباً فسماه سيرس فرديناندي Ceres Ferdinandea؛ تكريماً لسيرس إلهة المحاصيل عند الرومان، وللملك فرديناند الرابع Ferdinand IV ملك نابولي وصقلية، ثم حذف الاسم الثاني لأسباب سياسية. وبهذا تم الاعتقاد بأن الفجوة قد امتلأت وانتهى البحث. يبلغ قطر الكويكب سيرس 1000 كيلو متر تقريباً، وتبلغ كتلته 7.7 ×2010 كيلوغرام.
وفي 28 آذار/مارس 1802 اكتشف أولبرس Heinrich Olbers جسماً صغيراً آخر في هذه الفجوة، في أثناء رصده سيرس، سماه بالاس Pallas، فعادت مسألة الفجوة ثانية إلى الظهور. وعادت مشكلة البحث عن الكوكب المجهول.
تمكن هرشل Herschel من تحديد أبعاد هذين الجرمين الجديدين عام 1802، واقترح تسميتهما كويكبات asteroids، وأكد أن سيرس وبالاس ليسا كوكبين. وبدأ الجدال والاختلاف على التسمية.
وفي حزيران/يونيو من عام 1804 تم اكتشاف جونو Juno. ثم في عام 1807 اكتشف فيستا Vesta. وأضيفت هذه الكويكبات إلى قائمة الكواكب.
حتى إنه في عام 1828 كانت قائمة الكواكب كما ذُكرت في كتاب «أولى الخطوات إلى علمي الفلك والجغرافيا» First Steps to Astronomy and Geography هي:
عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرض Earth، المريخ Mars، فيسـتا Vesta، جونو Juno، سـيرس Ceres، بالاس Pallas، المشتري Jupiter، زحل Saturn، هرشل Herschel (الذي سمي فيما بعد أورانوس Uranus). وبقي هذا التصنيف في بريطانيا حتى عام 1850. وتتالى اكتشاف الكويكبات حتى أصبح عددها 15 في عام 1851.
وفي عام 1852، وحسماً للجدل الدائر حول التسمية، قال الفلكي الأمريكي غولد B.A.Gould: «إن عدد هذه الأجرام الصغيرة المكتشفة في ازدياد مستمر، ومن الصعب أن نجد رمزاً مميزاً لكل منها، (حيث كان لكل كوكب رمز مميز)». فتـم الاتفاق على تسميتها كويكبات وترقيمها وترتيبها، ابتداءً من i5 Astrea حتى i15 Eunomia. ثـم في عام 1867 أدخلت i1Ceres, i2 Pallas, 3 Juno, 4 Vesta.
إن اكتشاف عددٍ من الكويكبات دفع أولبرس إلى الاعتقاد أن هذه الكويكبات هي شظايا كوكب مُدَمَّر من زمن بعيد مضى؛ نتيجة اصطدامه بمذنب comet ضخم. لكن هناك نظرية أخرى تقول: إن هذه الكويكبات لم يسبق لها أبداً أن كانت ملتصقة بعضها ببعض ككوكب، وإنمـا هي صخور ومعادن متناثرة من بقايـا تشـكل النظام الشمسي solar system الذي حدث قبل 4.6 بليون سنة.
وقد تم بعد ذلك اكتشاف مئات الآلاف من الكويكبات، وتم تصنيف بعضها وأعطيت أسماءً وأرقاماً للدلالة على كل منها، وحُددت ودُرست مساراتها بدقة. ويستمر البحث عـن كويكبات جديدة حتى اليـوم. ويوجد 16 كويكباً، قطر كل منها قرابة 240 كيلو متراً، تدور بالقرب من مسار الأرض، وهذه تدعى نيازك meteorites. وقد قام مركز هارفارد Harvard للفيزياء الفلكية في الولايات المتحدة الأمريكية بتصنيف وإنشاء ملف كامل لمقاييس 3000 من الكويكبات ومواقعها. كما أن معهد الفلك النظري Institute for Theoretical Astronomy في لينينغراد Leningrad ينشر سنوياً تفاصيل مواقع أكثر من 2200 من الكويكبات.
ومن الجدير بالذكر أن كل الكويكبات لو جمعت معاً كجرم واحد ما زاد قطر هذا الجرم على 1500 كيلومتر (أي أقل من نصف قطر قمر الأرض)، وما زادت كتلته عن 2.3 × 10 21 كيلوغرام (أي أقل من 1/30 من كتلة قمر الأرض، إذ أن كتلة القمر هي 7.35 × 10 22 كيلو غرام).
الشكل (1)
حزام الكويكبات
حزام الكويكبات
تدور الكويكبات حول الشمس، وتبدو للراصد كأنها تتحرك جماعة، مشكلة حزاماً belt كثيفاً بين مساري المريخ والمشتري (الشكل1). وهي أقرب إلى المريخ منها إلى المشتري. ويراوح بعدهما عن الشمس بين 300 مليون إلى 600 مليون كيلومتر. كما تراوح مدة الدورة الواحدة لها حول الشمس بين ثلاث إلى ست سنوات.
ولما كانت الكويكبات بقايا من بدايات تشكل النظام الشمسي فقد اهتم العلماء بدراستها والتعرف على بنيتها وتركيبها، وقامت مركبة فضائية بالطواف خلال حزام الكويكبات، فوجدت أن الحزام خالٍ تماماً، وأن الكويكبات تفصل بينها مسافات شاسعة، فقد كانت كل المعلومات المتوفرة عن الكويكبات قبل عام 1991 تعتمد على المراصد الأرضية. لكن في تشرين الأول/أكتوبر من عام 1991 قامت المركبة الفضائية غاليليو Galileo وهي في طريقها إلى المشتري زيارة الكويكب 951 غاسبرا i951 Gaspra وحصلت على أدق الصور له (الشكل 2).
وفي آب/أغسطس 1993 اقتربت جداً من الكويكب 243 إيدا i243 Ida، ومن قمره داكتيل Dactyl (الشكل 3)، فكان الكويكب الثاني الذي تزوره غاليليو. ودلت الصور على أن هذين الكويكبين غنيان بمعدني الحديد والنيكل.
الشكل (2)
الكويكب 951 غاسبرا
الشكل (3)
الكويكب 243 إيد i243 Ida وقمره الصغير داكتيل Dactyl الذي يدور حوله
المسار
درس الفلكيون عدداً من الكويكبات، وتبين أن الأغلبية العظمى من مساراتها شبه دائرية ـ إهليلجية (قطوع ناقصة) ـ ذات أنصاف أقطار رئيسية، أي ذات أبعاد متوسطة عن الشمس يرمز لها بـ ل، وتراوح هذه الأبعاد بين وحدتين و4 وحدات فلكية AU (و .ف). أي إن 4و.ف £ ل £ ا2و.ف. علماً أن الوحدة الفلكية astronomical unit تساوي متوسط بعد الأرض عن الشمس، أي إن: 1و.ف =149.6×610 كم.
ومع ذلك توجد كويكبات صغيرة تقع مساراتها بين مساري الأرض والمريخ. وتوجد مجموعات من الكويكبات بعدها عن الشمس يساوي بعد المريخ عن الشمس.
إن أبعد الكويكبات المكتشفة عن الشمس حتى اليوم، هو 2060 شيرون i2060 Chiron، وهو يبعد 2051.9 مليون كيلومتر، ومسـاره بين زحـل وأورانوس (أي ل=13.6و.ف)، فـي حيـن أن أقربهـا يبعـد 124.2 مليـون كيلومتر (أي ل= 0.83 و.ف).
إن أغلب هذه المسارات تميل على مستوي دائرة البروج Ecliptic بأكثر مما تميله مسارات الكواكب الرئيسة. والتباعد المركزي eccentricity الوسطي لها (e) يسـاوي 0.15 تقريباً، وأحياناً قـد يتجاوز 0.5. وأما زاوية الميل inclination (i) فهي 10 درجات تقريباً، وأحياناً قد تتجاوز 30 درجة، مقتربة من زوايا ميل المذنبات ذات الدور الصغير.
الشكل (4)
أشد الكويكبات سطوعاً Vesta 4
السطوع
دلت القياسات التي تم الحصول عليها لمقدار السطوع brightness، لعدد كبير من الكويكبات على أنها تختلف من كويكب إلى آخر، وتبين أن هذا الاختلاف هو من مضاعفات 2.5 قدر magnitude، ولكن درجة سطوع أغلبها هي 0.3 قدر أو أقل. ويعدّ الكويكب 4 فيستا الأشد لمعاناً بينها (الشكل 4)، حيـث درجة سطوعه 6 قدر.
الأشكال والأدوار والتوابع
تختلف أشكال الكويكبات وأحجامها بعضها عن بعض، وهي بصورة عامة ذات أشكال غير نظامية، أما العناصر الكبيرة منها، وبعض الصغيرة خاصة التي تتكون من مواد غير متماسكة فهي شبه كروية.
تستغرق أغلب الكويكبات مدة 8 إلى 11ساعة لتتم دورتها حول نفسها. لكن بصورة عامة تراوح مدة دورة الكويكب بين ساعتين ونصف وثمانين ساعة. ويعتقد أن سبب الأدوار الصغيرة لبعض الكويكبات هو ما عانته من تصادمات أدت إلى تشوه أشكالها وازدياد سرعة دورانها.
ولا يمكن لأي كويكب أن يقل دوره عن ساعتين ونصف، لأن التسارع المركزي النابذ centripetal acceleration حينئذٍ عند خط الاستواء للكويكب سيزيد على قوة جاذبيته؛ مما يؤدي إلى تناثره أجزاءً.
التركيب الكيميائي للكويكبات
لدراسة التركيب الكيميائي لجرم في السماء يقاس مقدار انعكاسية reflectivity سطح هذا الجرم- وهو ما يدعى ألبيدو albedo - وهو نسبة مقدار الإشعاع الكهرمغنطيسي electromagnetic radiation المنعكس إلى المقدار الساقط على سطح الجرم. فمثلاً انعكاسية القمر هي 12٪، وانعكاسية الأرض تراوح بين 37٪ و 39٪، وقمر زحل هو الأكثر انعكاسية بين الأجرام السماوية إذ يبلغ 99٪. وقد صنفت الكويكبات تبعاً لطيفها ولهذه النسبة (وبالتالي تبعاً لتركيبها الكيميائي) كما يأتي:
1ـ النمط C (C-type) ويضم أكثر من 75٪ من الكويكبات المكتشفة:
أقصى درجات الظلام extremely dark ( انعكاسيته 0.03) مشابهاً بذلك النيازك ذات البنية الكوندريت الفحمية carbonaceous chondrite meteorites. أي إن التركيب الكيميائي له هو التركيب الكيميائي للشمس غير أنه لا يحوي الهدروجين والهيليوم والسوائل المتبخرة المتطايرة.
2ـ النمط S (S-type) ويضم أكثر من 17٪ من الكويكبات المكتشفة:
كويكباته ساطعة نسبياً (انعكاسيتها 0.10 ـ0.20)، بنيتها معدنية فيها مركب الحديد ـ النيكل iron-nickel مع مركب الحديد ـ المغنيزيوم ـ الرمال iron-magnesium-silicates.
3ـ النمط M (M-type)) ويضم أكثرية الكويكبات الباقية:
كويكباته ساطعة، (انعكاسيتها 0.10 ـ 0.18)، بنيتها حديد ـ نيكل نقي.
وتوجد أنماط أخرى نادرة.
الأحجام والكتل
كانت عملية تقدير حجم الكويكب تخمينية حتى عام 1970 تعتمد على ملاحظة بريقه في السماء. ولكن هذه الكويكبات كانت باهتة بالنسبة للراصد ـ عدا الكويكب فيستا ـ حتى باستخدام المراصد الضخمة. فمثلاً لم يكن ممكناً معرفة فيما إذا كان الكويكب 324 Bamberga جرماً ساطع اللون، ذا قطر يساوي 70 كيلومتراً أو (كما هو معروف اليوم) جرماً حالك العتمة، ذا قطر يساوي 256 كيلومتراً. لكن التقنيات الحديثة التي استخدمت بعد عام 1970 ساعدت كثيراً على دراسة الكويكبات وتحديد أبعادها وحساب أحجامها. وقد صار اليوم معروفاً أن الكويكبات الأشد ظلمة هي الأكبر حجماً.
وقد تمكن العلماء مـن معرفة كثيـر عن كتلها، فمثلاً كتـلة Ceres هي 1.2 × 2110 كيلوغرام، وكتـلة Pallas هي 2.2 × 2010، وكتلة Vesta هي 2.7 × 2010.
ويلخص الجدول (1) خصائص بعض الكويكبات التي يزيد قطرها على 200 كيلومتر، مرتبة تنازلياً حسب حجمها.
الجدول (1)
لا يمكن رؤية الكويكبات بالعين المجردة، لكن يمكن رؤية كثير منها بمنظار مزدوج binoculars أو بمنظار فلكي telescope بسيط.
يوجد بعض الخلاف حول تصنيف الأجرام السماوية الصغيرة إلى: كويكبات ومذنبات وأقمار moons. إذ يوجد كثير من توابع الكواكب planetary satellites التي من الأرجح أنها كويكبات أسرتها تلك الكواكب بتأثير جاذبيتها. مثلاً قمرا المريخ: دايموس Deimos وفوبوس Phobos، وأقمار المشتري الثمانية، وقمر زحل فويب Phoebe، وربما بعض أقمار الكواكب زحل وأورانوس ونبتون المكتشفة حديثاً، فهي أكثر شبهاً بالكويكبات منها بالأقمار الكبيرة.
أنور توفيق اللحام