ما هو تكوين الكويكبات؟
يتم استخدام مزيج من قياسات البيدوس والانعكاس الطيفي (على وجه التحديد قياسات كمية ضوء الشمس المنعكس بأطوال موجية بين حوالي 0.3 و1.1 ميكرومتر) لتصنيف الكويكبات إلى فئات تصنيفية مختلفة، في حالة توفر استبانة طيفية كافية، خاصةً تلك التي تمتد إلى أطوال موجية تبلغ حوالي 2.5 ميكرومتر، ويمكن أيضاً استخدام هذه القياسات لاستنتاج تكوين السطح الذي يعكس الضوء، يمكن القيام بذلك عن طريق مقارنة بيانات الكويكب بالبيانات التي تم الحصول عليها في المختبر باستخدام النيازك أو الصخور الأرضية أو المعادن.
استكشاف المركبات الفضائية:
كان أول كويكب تمت دراسته أثناء رحلة الطيران جاسبرا والذي تمت ملاحظته في أكتوبر 1991 بواسطة مركبة الفضاء جاليليو في طريقه إلى كوكب المشتري، صور غاليليو المأخوذة من مسافة حوالي 5000 كيلومتر (3100 ميل)، حيث أثبتت أن جاسبرا (وهو كويكب من الفئة S) هو جسم غير منتظم بأبعاد 19 × 12 × 11 كم (12 × 7.5 × 6.8 ميل)، وبعد ما يقرب من عامين في أغسطس 1993 طار جاليليو بالقرب من (243) كويكب إيدا وهو كويكب آخر من الفئة (S) تم العثور على (Ida) على شكل هلال إلى حد ما عند النظر إليه من القطبين بأبعاد إجمالية تبلغ حوالي 56 × 15 كم (35 × 9 أميال)، وبمتوسط كثافة حوالي 2.6 جرام لكل سم مكعب.
بعد اجتياز جاليليو لإيدا كشف فحص الصور التي التقطها عن جسم صغير في مدار حول الكويكب، أشارت الأدلة غير المباشرة منذ سبعينيات القرن الماضي إلى وجود أقمار صناعية طبيعية للكويكبات، لكن جاليليو قدم أول مثال مؤكد على واحد، أطلق على القمر اسم (Dactyl) من (Dactyli) وهي مجموعة من الكائنات في الأساطير اليونانية التي عاشت على جبل (Ida) في جزيرة كريت، في عام 1999 اكتشف علماء الفلك الذين استخدموا تلسكوباً أرضياً مزوداً بالبصريات التكيفية أن الكويكب (45) يوجينيا له أيضاً قمر.
بمجرد تحديد مدار قمر الكويكب يمكن استخدامه لاشتقاق كثافة الكويكب الأم دون معرفة كتلته، عندما تم ذلك بالنسبة (لـ Eugenia) تبين أن كثافتها كانت 1.2 جرام فقط لكل سم مكعب، هذا يعني أن يوجينيا بها فراغات كبيرة في داخلها لأن المواد التي تتكون منها لها كثافة أكبر من 2.5.
كانت أول مهمة للالتقاء بكويكب هي المركبة الفضائية ملتقى الكويكب بالقرب من الأرض (NEAR) (التي أعيدت تسميتها لاحقاً NEAR Shoemaker)، والتي تم إطلاقها في عام 1996، ودخلت المركبة الفضائية في مدار حول (433) إيروس وهو كويكب (Amor) من الفئة (S) في 14 فبراير عام 2000، حيث أمضت عاماً في جمع الصور والبيانات الأخرى قبل أن تلامس سطح إيروس، قبل ذلك كانت المركبات الفضائية في طريقها إلى أهدافها الأساسية أو كجزء من مهمتها الشاملة تقوم برحلات طيران قريبة من العديد من الكويكبات.
على الرغم من أن الوقت الذي تم قضاؤه بالقرب من تلك الكويكبات لحلها كان جزءاً بسيطاً من فترات دوران الكويكبات، إلا أنه كان كافياً لتصوير جزء من السطح مضاء وقت التحليق وفي بعض الحالات للحصول على تقديرات الكتلة.
أصل وتطور الكويكبات:
تشير النماذج الديناميكية إلى أنه خلال المليون سنة الأولى بعد تكوين النظام الشمسي، أدت تفاعلات الجاذبية بين الكواكب العملاقة (كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) وبقايا قرص التراكم البدائي إلى تحرك الكواكب العملاقة أولاً نحو الشمس، ثم إلى الخارج بعيداً عن المكان الذي تشكلوا فيه في الأصل، وأثناء هجرتهم إلى الداخل أوقفت الكواكب العملاقة تراكم الكواكب الصغيرة في المنطقة التي تُعرف الآن بحزام الكويكبات وتشتتهم وأحصنة طروادة المشتري البدائية في جميع أنحاء النظام الشمسي.
عندما تحركوا إلى الخارج أعادوا تسكين منطقة حزام الكويكبات اليوم بمواد من كل من النظام الشمسي الداخلي والخارجي، ومع ذلك تمت إعادة تسكين منطقتي طروادة (L4 وL5) فقط بأجسام مبعثرة إلى الداخل من خارج نبتون، وبالتالي لا تحتوي على أي مادة تكونت في النظام الشمسي الداخلي، نظراً لأن أورانوس محبوس في صدى مع زحل فإن انحرافه يزداد، مما يؤدي إلى عدم استقرار نظام الكواكب مرة أخرى، ولأن هذه عملية بطيئة للغاية فإن حالة عدم الاستقرار الثانية تصل إلى ذروتها متأخرة بعد حوالي 700 مليون سنة من إعادة التوطين التي حدثت خلال المليون سنة الأولى وتنتهي خلال المليار سنة الأولى.
في غضون ذلك استمر حزام الكويكبات في التطور، واستمر في ذلك بسبب الاصطدام بين الكويكبات، تظهر الأدلة على ذلك في العصور لعائلات الكويكبات الديناميكية، فبعضها أقدم من مليار سنة والبعض الآخر يبلغ عمره عدة ملايين من السنين، بالإضافة إلى التطور التصادمي تخضع الكويكبات الأصغر من حوالي 40 كم (25 ميل) للتغييرات في مداراتها بسبب الإشعاع الشمسي، يمزج هذا التأثير بين الكويكبات الأصغر داخل كل منطقة، والتي يتم تحديدها من خلال صدى كبير مع المشتري، ويخرج تلك التي تقترب جداً من مثل هذه الرنين إلى مدارات عبور الكواكب، حيث تصطدم في النهاية بكوكب أو تهرب من حزام الكويكبات تماماً.
عندما تحطم الاصطدامات الكويكبات الكبيرة إلى أصغر فإنها تكشف طبقات أعمق من مادة الكويكبات، إذا كانت الكويكبات متجانسة من الناحية التركيبية فلن يكون لذلك نتيجة ملحوظة، ومع ذلك فقد أصبح بعضها متمايزاً منذ تكوينها، هذا يعني أن بعض الكويكبات التي تكونت في الأصل من ما يسمى بالمواد البدائية (أي مادة مكونة من الشمس مع إزالة المكونات المتطايرة) تم تسخينها ربما عن طريق النويدات المشعة قصيرة العمر أو الحث المغناطيسي الشمسي إلى النقطة التي انصهرت فيها الأجزاء الداخلية و حدثت عمليات جيوكيميائية.
في بعض الحالات أصبحت درجات الحرارة عالية بما يكفي لفصل الحديد المعدني، نظراً لكونه أكثر كثافة من المواد الأخرى فقد غاص بعد ذلك في المركز مشكلاً قلباً حديدياً ودفع الحمم البازلتية الأقل كثافة على السطح، ومن المهم معرفة أنه ما لا يقل عن اثنين من الكويكبات ذات الأسطح البازلتية (Vesta وMagnya) نجا حتى يومنا هذا، الكويكبات المتمايزة الأخرى الموجودة اليوم بين كويكبات الفئة (M)، حيث تعطلت بسبب الاصطدامات التي جردت قشورها وعباءاتها وكشفت النوى الحديدية، لا يزال البعض الآخر قد تم تجريد قشورهم جزئياً فقط، مما أدى إلى ظهور أسطح مكشوفة مثل تلك المرئية اليوم على كويكبات بارزة في علم الفلك.
كانت الاصطدامات مسؤولة عن تكوين عائلات هيراياما وعلى الأقل بعض الكويكبات العابرة للكوكب، يدخل عدد من هذه الأخيرة الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى ظهور شهب متفرقة، تنجو القطع الكبيرة من المرور عبر الغلاف الجوي والتي ينتهي بعضها في المتاحف والمختبرات مثل النيازك، لا تزال الحفر الأكبر حجماً تنتج فوهات ارتطامية مثل (Meteor Crater) في ولاية أريزونا في جنوب غرب الولايات المتحدة، ويعتقد الكثيرون أنها مسؤولة عن الكتلة التي يبلغ قطرها حوالي 10 كيلومترات (6 أميال) (وفقاً للبعض نواة مذنب بدلاً من كويكب).
