الكويكبات، Asteroid هي تعبير عن مواد كونية صلبة، تبدوبهيئة الكواكب الصغيرة جداً ، المتعذر رؤيتها بالعين المجردة من على سطح الأرض لصغرها من جهة ، ولشدة بعدها عنا من جهة أخرى. فهي تنتشر عموماً فيما بين مداري المريخ والمشتري على بعد يقارب وسطياً من 2و8 وحدة فلكية.

تتحرك معظم هذه الكويكبات بين فلكي المريخ Mars والمشتري Jupiter. كما حتى لبعضها مسارات قريبة من مسار الأرض، وأخرى تقترب كثيراً من الشمس، وليس لأي منها غلاف جوي. وتعهد الكويكبات أيضاً بأسماء أخرى: أشباه الكواكب planetoids أوالكواكب الصغيرة minor planets.

اكتشاف الكويكبات

يدور الجدل حالياً بين فهماء الفلك حول الكوكب بلوتوPluto، فيرى بعضهم حتى هذا الكوكب الصغير هوكويكب يجب حتى يعطى رقماً ويدخل في تصنيف الكويكبات، ويحذف من قائمة الكواكب التسعة الرئيسة التي تدور حول الشمس وهذا يذكر بالجدل الذي جرى بين فهماء 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 بلوتوصفة 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 ڤيتنبورگ Titus von Wittenburg عام 1766 حتى المسافات النسبية بين الكواكب الستة ـ التي كانت معروفة يومئذ ـ والشمس تنبئ بوجود كوكب سابع بين مساري المريخ والمشتري. وقام الفلكي يوهان بوده Johann Bode مدير مرصد برلين Berlin observatory بتبسيط أفكار ڤيتنبورگ، فأصبح الموضوع يعهد فيما بعد باسم قانون بوده Bode’s law.

واهتم فهماء 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 جيوسپه پياتسي Giuseppe Piazzi، من مرصد باليرموPalermo كان أول من اكتشف جسماً في هذه الفجوة، وذلك في الأول من كانون الثاني/يناير عام 1801، فحسبه كوكباً فسماه سرس فردينانديا Ceres Ferdinandea؛ تكريماً لسيرس إلهة المحاصيل عند الرومان، وللملك فرديناند الرابع من ناپولي وصقلية، ثم حذف الاسم الثاني لأسباب سياسية. وبهذا تم الاعتقاد بأن الفجوة قد امتلأت وانتهى البحث. يبلغ قطر الكويكب سيرس 1000 كيلومتر تقريباً، وتبلغ كتلته 7.7 ×2010 كيلوغرام.

وفي 28 آذار/مارس 1802 اكتشف هاينريخ اولبرز Heinrich Olbers جسماً صغيراً آخر في هذه الفجوة، في أثناء رصده سيرس، سماه بالاس Pallas، فعادت مسألة الفجوة ثانية إلى الظهور. وعادت معضلة البحث عن الكوكب المجهول. تمكن هرشل Herschel من تحديد أبعاد هذين الجرمين الجديدين عام 1802، واقترح تسميتهما كويكبات asteroids، وأكد حتى سيرس وبالاس ليسا كوكبين. وبدأ الجدال والاختلاف على التسمية.

وفي حزيران/يونيومن عام 1804 تم اكتشاف جونوJuno. 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 المراحل إلى فهمي الفلك والجغرافيا» First Steps to Astronomy and Geography هي:

عطارد Mercury، الزهرة Venus، الأرض Earth، المريخ Mars، فيسـتا Vesta، جونوJuno، سيرس 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، نطق الفلكي الأمريكي غولد B.A.Gould: «إن عدد هذه الأجرام الصغيرة المكتشفة في ازدياد مستمر، ومن الصعب حتى 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, ثلاثة Juno, أربعة Vesta.

إن اكتشاف عددٍ من الكويكبات دفع أولبرس إلى الاعتقاد حتى هذه الكويكبات هي شظايا كوكب مُدَمَّر من زمن بعيد مضى؛ نتيجة اصطدامه بمذنب comet ضخم. لكن هناك نظرية أخرى تقول: إذا هذه الكويكبات لم يسبق لها أبداً حتى كانت ملتصقة بعضها ببعض ككوكب، وإنمـا هي صخور ومعادن متناثرة من بقايـا تشـكل النظام الشمسي solar system الذي وقع قبل 4.6 بليون سنة.

وقد تم بعد ذلك اكتشاف مئات الآلاف من الكويكبات، وتم تصنيف بعضها وأعطيت أسماءً وأرقاماً للدلالة على جميع منها، وحُددت ودُرست مساراتها بدقة. ويستمر البحث عـن كويكبات جديدة حتى اليـوم. ويوجد 16 كويكباً، قطر جميع منها قرابة 240 كيلومتراً، تدور بالقرب من مسار الأرض، وهذه تدعى نيازك meteorites. وقد قام مركز هارفارد Harvard للفيزياء الفلكية في الولايات المتحدة الأمريكية بتصنيف وإنشاء ملف تام لمقاييس 3000 من الكويكبات ومواقعها. كما حتى معهد الفلك النظري Institute for Theoretical Astronomy في لينينجراد Leningrad ينشر سنوياً تفاصيل مواقع أكثر من 2200 من الكويكبات. ومن الجدير بالذكر حتى جميع الكويكبات لوجمعت معاً كجرم واحد ما زاد قطر هذا الجرم على 1500 كيلومتر (أي أقل من نصف قطر قمر الأرض)، وما زادت كتلته عن 2.3 ×عشرة 21 كيلوغرام (أي أقل من 1/30 من كتلة قمر الأرض، إذ حتى كتلة القمر هي 7.35 ×عشرة 22 كيلوغرام). من أكبر الكويكبات المكتشفة حجماً :

كويكب سيريس – والكويكب پالاس – والكويكب فيستا – والكويكب غيغا

والغالبية العظمى من الكويكبات أقطارها دون 200 كم ، ومعظم تلك الكويكبات تعبير عن حجارة كبيرة وصغيرة .

الكويكب كوكب صغير جدًا يدور حول الشمس ويسمى أيضًا الكوكب الأصغر. ويتحرك الكويكب بين مداري المريخ والمشتري. وهناك آلاف من الكويكبات، ولاتزال تكتشف أعداد جديدة منها. ويوجد نحو50,000 كويكب لامع بدرجة كافية لتصويره بالتلسكوبات متوسطة الحجم. وقد تعرَّف فهماء الفلك على مدارات 10,000 من هذه الكويكبات لدرجة أنهم يستطيعون تسقط أماكن وجودها قبل وصولها إلى تلك الأماكن بفترة طويلة.

تختلف الكويكبات كثيرًا في أحجامها، ولأغلبها أشكال غير منتظمة. وأكبر الكويكبات، وأول ما عهد منها، يسمَّى سيريز، وقد تم اكتشافه أول يناير عام 1801م، ويبلغ قطره نحو970كم. ومن الكويكبات الكبيرة الأخرى بالاس وجونووفستا. ويبلغ عدد الكويكبات التي يزيد قطرها عن 190كم نحو30 كويكبًا، وأغلبها مكون من مادة صخرية غامقة جدًا. وفي عام 1991م تم اكتشاف أصغر الكويكبات إذ يبلغ قطرهستة أمتار فقط. وقد أطلق على هذه الكويكب اسم 1991 BA.

يتحرك كثير من هذه الكويكبات في مدارات بيضية الشكل تقترب أحيانًا من الأرض. وقد تم التعهد على إروس وأبولووهرمس وإيكاروس وهي قريبة من الأرض. اكتُشف إروس في عام 1898. ولهذا الكويكب شكل غير منتظم، ويبلغ طوله نحو23 كم وعرضه نحو11كم. وتم اكتشاف إيكاروس، وهوأصغر هذه الكويكبات، عام 1949م. وله شكل أكثر انتظامًا من شكل إيروس، ويبلغ قطره نحوكيلومتر واحد. وفي عام 1991م، أظهر المجس الفضائي الأمريكي جاليليوصوراً ضوئية للكويكب جاسبرا، وهوكويكب غير منتظم الشكل تبلغ أبعاده 19كم × 12كم × 11كم.

تتغيّر مدارات الكويكبات ببطء نتيجة لجاذبية المشتري وغيره من الكواكب الكبيرة. وقد يؤدي هذا التغيير في المدارات، بعد فترة طويلة، إلى تصادمات، وتؤدّي الشظايا الناجمة عن مثل هذه التصادمات إلى تصادمات أخرى. وتصل بعض هذه الشظايا إلى سطح الأرض في شكل رجوم. انظر: الشهاب. ومن المحتمل حتى تكون الكويكبات الصغيرة قد تكونت بهذه التصادمات، غير حتى سيريز وما شابهه من كويكبات كبيرة وكروية الشكل تكونت غالبًا بطريقة منفصلة في الوقت نفسه، وبالطريقة ذاتها التي تكونت بها الكواكب الرئيسية.

ومن الصعب تحديد الكتلة الكلية لهذه الكويكبات لأن أغلبها لا يزال مجهولاً، وفهماء الفلك غير متأكدين من كثافة هذه الكويكبات. ويقدّر أغلب الفهماء كتلتها بنحو1/2,000 من كتلة الأرض.

المسار

درس الفلكيون عدداً من الكويكبات، وتبين حتى الأغلبية العظمى من مساراتها شبه دائرية ـ إهليلجية (قطوع ناسيرة) 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 إذا 4و.ف £ ل £ ا2و.ف. فهماً حتى 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، هو2060 شيرون i2060 Chiron، وهويبعد 2051.9 مليون كيلومتر، ومسـاره بين زحـل وأورانوس (أي ل=13.6و.ف)، فـي حيـن حتى 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) فهيعشرة درجات تقريباً، وأحياناً قد تتجاوز 30 درجة، مقتربة من زوايا ميل المذنبات ذات الدور الصغير.

حزام الكويكبات

تدور الكويكبات حول الشمس، وتبدوللراصد كأنها تتحرك جماعة، معضلة 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 الفهماء بدراستها والتعهد على بنيتها وهجريبها، وقامت مركبة فضائية بالطواف خلال حزام الكويكبات، فوجدت حتى الحزام خالٍ تماماً، وأن الكويكبات تفصل بينها مسافات شاسعة، فقد كانت جميع المعلومات المتوفرة عن الكويكبات قبل عام 1991 تعتمد على المراصد الأرضية. لكن في تشرين الأول/أكتوبر من عام 1991 قامت المركبة الفضائية جاليليوGalileo 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 حتى هذين الكويكبين غنيان بمعدني الحديد والنيكل.

السطوع

دلت القياسات التي تم الحصول عليها لمقدار السطوع brightness، لعدد كبير من الكويكبات على أنها تختلف من كويكب إلى آخر، وتبين حتى هذا الاختلاف هومن مضاعفات 2.5 قدر magnitude، ولكن درجة سطوع أغلبها هي 0.3 قدر أوأقل. ويعدّ الكويكب أربعة فيستا الأشد لمعاناً بينها (الشكل 4)، حيـث درجة سطوعهستة 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 مدةثمانية إلى 11ساعة لتتم دورتها حول نفسها. لكن بصورة عامة تراوح مدة دورة الكويكب بين ساعتين ونصف وثمانين ساعة. ويعتقد حتى سبب الأدوار الصغيرة لبعض الكويكبات هوما عانته من تصادمات أدت إلى تشوه أشكالها وازدياد سرعة دورانها.

ولا يمكن لأي كويكب حتى 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.

الهجريب الكيميائي للكويكبات

لدراسة الهجريب الكيميائي لجرم في السماء يقاس مقدار انعكاسية reflectivity سطح هذا الجرم- وهوما يدعى ألبيدوalbedo - وهونسبة مقدار الإشعاع الكهرمغنطيسي electromagnetic radiation المنعكس إلى المقدار الساقط على سطح الجرم. فمثلاً انعكاسية القمر هي 12٪، وانعكاسية الأرض تراوح بين 37٪ و39٪، وقمر زحل هوالأكثر انعكاسية بين الأجرام السماوية إذ يبلغ 99٪. وقد صنفت الكويكبات تبعاً لطيفها ولهذه النسبة (وبالتالي تبعاً لهجريبها 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 إذا الهجريب الكيميائي له هوالهجريب 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 فهم فيما إذا كان الكويكب 324 Bamberga جرماً ساطع اللون، ذا قطر يساوي 70 كيلومتراً أو(كما هومعروف 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 حتى الكويكبات الأشد ظلمة هي الأكبر حجماً.

وقد تمكن الفهماء مـن فهم 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.

لا يمكن رؤية الكويكبات بالعين المجردة، لكن يمكن رؤية كثير منها بمنظار مزدوج binoculars أوبمنظار 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.

أصلها

إن أصل هذه الكويكبات ما زال موضع درس الفهماء. فبعضهم يعتقد بأنها أجرام متفتتة من بقايا كوكب ضخم كان بين المريخ والمشتري وانفجر لأسباب غير معروفة فنتج من ذلك هذا العدد الكبير من الكويكبات. بينما يعتقد آخرون بأن تلك الكويكبات ما هي إلا مادة كانت تتجمع لكي تكوّن كوكباً بين المريخ والمشتري مثل الكواكب الأخرى، إلا أنه لم يكتمل تكوّنه، وقد يحدث السبب في هذا وجود كوكب المشتري الضخم بالقرب منها فبقيت تلك المادة مفتتة على شكل كويكبات.

The orbits of asteroids are often influenced by the gravity of other bodies in the solar system or the Yarkovsky effect.

التوزيع داخل المجموعة الشمسية

التصنيف

Asteroids are commonly classified according to two criteria: the characteristics of their orbits, and features of their reflectance spectrum.

الجماعات والعائلات المدارية

التصنيف الطيفي

الاستكشاف

الطرق الحاسوبية

الرموز

The first few asteroids discovered were assigned symbols like the ones traditionally used to designate Earth, the Moon, the Sun and planets. The symbols quickly became ungainly, hard to draw and recognise. By the end of 1851 there were 15 known asteroids, each (except one) with its own symbol(s).

Johann Franz Encke made a major change in the Berliner Astronomisches Jahrbuch (BAJ, Berlin Astronomical Yearbook) for 1854. He introduced encircled numbers instead of symbols, although his numbering began with Astraea, the first four asteroids continuing to be denoted by their traditional symbols. This symbolic innovation was adopted very quickly by the astronomical community. The following year (1855), Astraea's number was bumped up to 5, but Ceres through Vesta would be listed by their numbers only in the 1867 edition. A few more asteroids (28 Bellona,35 Leukothea, and 37 Fides) would be given symbols as well as using the numbering scheme. The circle would become a pair of parentheses, and the parentheses sometimes omitted altogether over the next few decades.

الاستكشاف

الهامش

انظر أيضاً

المصادر

• الموسوعة العربية

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع [[commons: Category:Asteroids | Asteroids ]].

• Rocks from the Main Belt asteroids
• Alphabetical list of minor planet names (ASCII) (Minor Planet Center)
• Near Earth Asteroid Tracking (NEAT)
• Asteroids Page at NASA's Solar System Exploration
• Asteroid Simulator with Moon and Earth
• Everything you wanted to know about comets and asteroids - Provided by New Scientist.
• Alphabetical and numerical lists of minor planet names (Unicode) (Institute of Applied Astronomy)
• Known Asteroid Impacts & Their Effects
• Future Asteroid Interception Research
• Near Earth Objects Dynamic Site
• Asteroids Dynamic Site Up-to date osculating orbital elements and proper orbital elements University of Pisa, Italy.
• JPL small bodies database Current down-loadable ASCII table of orbit data and absolute mags H for over 200000 asteroids, sorted by number. Caltech/JPL.
• Asteroid naming statistics
• Spaceguard UK
• Large amount of information on asteroid groups collected by Gérard Faure, translation Richard Miles.
• 1908 Siberian asteroid
• Committee on Small Body Nomenclature
• List of minor planet orbital groupings and families from ProjectPluto
• Cunningham, Clifford, "Introduction to Asteroids: The Next Frontier", ISBN 0-943396-16-6
• James L. Hilton: When Did the Asteroids Become Minor Planets?
• (1874).
• Schmadel, L.D. (2003). Dictionary of Minor Planet Names. 5th ed. IAU/Springer-Verlag: Heidelberg.
• Asteroid articles in Planetary Science Research Discoveries