العلومعلوم الأرض والفلك

السمات الأساسية للشهب في علم الفلك

اقرأ في هذا المقال
  • النيزك والنيازك
  • ما هي السمات الأساسية للشهب

النيزك والنيازك:

 

إن النيزك والنيازك على التوالي عبارة عن خط متوهج في السماء (نيزك) وسببه جسم حجري أو معدني طبيعي صغير نسبياً من الفضاء (نيزك) يدخل الغلاف الجوي للأرض ويسخن حتى يتوهج، وفي الاستخدام الحديث يتم تطبيق مصطلح النيزك بدلاً من قصره على الأجسام التي تدخل الغلاف الجوي للأرض على أي جسم صغير في مدار حول الشمس له نفس طبيعة تلك التي تؤدي إلى نيازك.

 

عندما يدخل نيزك الغلاف الجوي للأرض فإنه يسافر بسرعة عالية جداً، أي أكثر من 11 كم في الثانية (25000 ميل في الساعة) كحد أدنى، وهو أسرع بعدة مرات من رصاصة تغادر برميل مسدس، يتسبب التسخين الاحتكاكي الناتج عن اصطدام النيزك النشط مع ذرات وجزيئات الغلاف الجوي في ذوبان وتبخر سطحه وكذلك تسخين الهواء المحيط به.

 

والنتيجة هي الظاهرة المضيئة المعروفة باسم النيزك، تشمل المرادفات الشائعة للنيازك النجوم المتساقطة والنجوم المتساقطة، والغالبية العظمى من النيازك التي تصطدم بالأرض تحترق في الغلاف الجوي العلوي، وإذا نجا نيزك من اندفاعه الناري عبر الغلاف الجوي وهبط على سطح الأرض يُعرف الجسم باسم النيزك.

 

مصطلح النيزك محجوز عادة لأجزاء من المادة التي تكون بحجم المنزل تقريباً (أي عرض بعض عشرات الأمتار) وأصغر، يُعتقد أن النيازك هي في الغالب أجزاء من الكويكبات والمذنبات وتوضع معها في فئة أجسام النظام الشمسي المعروفة باسم الأجسام الصغيرة، كما جاء عدد قليل من النيازك من القمر والمريخ وفيستا وربما عطارد، إن أصغر النيازك التي يقل عرضها عن بضع مئات من الميكرومترات (تقريباً بحجم فترة زمنية على صفحة مطبوعة)، تسمى جزيئات الغبار بين الكواكب أو النيازك الدقيقة.

 

أحياناً يتم تبادل المصطلحات النيزكية والنيزك (والنيازك أيضاً) بشكل مربك في الاستخدام الشائع، غالباً ما يتم تطبيق النيزك على وجه الخصوص على نيزك يندفع عبر الفضاء أو على نيزك متوهج (بدلاً من خطه المضيء فقط) في الغلاف الجوي أو على جسم اصطدم بالأرض أو جسم من صنع الإنسان، وتم العثور على مثال على الحالة الأخيرة في اسم (Meteor Crater) وهو هيكل تصادم معروف في ولاية أريزونا بالولايات المتحدة.

 

ما هي السمات الأساسية للشهب؟

 

في أي ليلة صافية خارج الأضواء الساطعة للمدن يمكن للمرء أن يرى بالعين المجردة عدة شهب في الساعة، يمكن أن تستمر النيازك لجزء صغير من الثانية حتى عدة ثوان، في كثير من الأحيان بينما يتدفق النيزك المتوهج عبر السماء فإنه يختلف في السطوع، ويبدو أنه ينبعث منه شرارات أو مشاعل، ويترك أحياناً قطاراً مضيئاً باقٍ بعد انتهاء رحلته.

 

يطلق على الشهب المضيئة بشكل غير عادي كرات نارية أو صواعق (غالباً ما يتم تطبيق المصطلح الأخير على تلك النيازك التي لوحظت لتنفجر في السماء)، وعندما تزيد معدلات النيازك بشكل ملحوظ عن المعدل الطبيعي فإن هذه الظاهرة تسمى دش النيزك، تسمى الشهب التي لا يبدو أنها تنتمي إلى زخات متفرقة.

 

النيازك هي نتيجة تصادم النيازك بسرعة عالية مع الغلاف الجوي للأرض، وينتج النيزك المرئي النموذجي عن جسم بحجم حبة الرمل وقد يبدأ على ارتفاعات 100 كيلو متر (60 ميل) أو أعلى، النيازك التي يقل قطرها عن 500 ميكرومتر (ميكرومتر يعادل 0.02 بوصة) باهتة جداً، بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ولكن يمكن ملاحظتها باستخدام المناظير والتلسكوبات، ويمكن أيضاً اكتشافها بواسطة الرادار.

 

النيازك الأكثر سطوعاً (التي تتراوح في السطوع من كوكب الزهرة إلى أكبر من البدر) أقل شيوعاً، ولكنها ليست غير عادية حقاً، ويتم إنتاجها بواسطة النيازك بكتل تتراوح من عدة جرامات إلى حوالي طن واحد (كائنات بحجم السنتيمتر إلى المتر على التوالي).

 

بينما تسافر النيازك في الفضاء بين الكواكب بالقرب من الأرض، فإن سرعاتها بالنسبة لمدى الأرض تتراوح من بضعة كيلو مترات في الثانية إلى 72 كم في الثانية، ومع اقترابها من الكوكب يتم تسريعها إلى سرعات أعلى بواسطة مجال الجاذبية الأرضية، الحد الأدنى للسرعة التي يمكن أن يدخل بها النيزك الغلاف الجوي يساوي سرعة هروب الأرض البالغة 11.2 كم في الثانية، وحتى في هذه السرعة فإن الطاقة الحركية لنيازك ذات كتلة معينة تبلغ حوالي 15 مرة التي تنتجها كتلة متساوية من المتفجرات الكيميائية مثل مادة (TNT).

 

سمات النيازك في الغلاف الجوي:

 

نظرا لأن النيزك يتباطأ بسبب الاحتكاك مع جزيئات الغاز في الغلاف الجوي يتم تحويل هذه الطاقة الحركية إلى حرارة، وحتى عند كثافة الغلاف الجوي المنخفضة جداً الموجودة على ارتفاع 100 كم، فإن هذه الحرارة كافية لتبخير وتأين المواد السطحية للنيازك وأيضاً لفصل وتأين الغاز الجوي المحيط، ينتج عن إثارة ذرات الغلاف الجوي والنيازك منطقة مضيئة تنتقل مع النيزك وتتجاوز أبعادها بشكل كبير، كما أنه يتم تحويل حوالي 0.1-1 في المائة من الطاقة الحركية الأصلية للنيازك إلى ضوء مرئي، حيث يذهب معظم الباقي إلى تسخين الهواء والنيازك ودفع الهواء الذي يصادفه النيزك جانباً.

 

في المستويات الأعمق في الغلاف الجوي قد تتطور موجة صدمة في الهواء قبل النيزك، تتفاعل موجة الصدمة مع النيزك الصلب وبخاره بطريقة معقدة ويمكن أن تنتقل على طول الطريق إلى الأرض حتى عندما لا يفعل النيزك ذلك، كما يمكن أن ينتج عن اختراق نيزك في نطاق كيلو غرام إلى ارتفاعات تبلغ حوالي 40 كيلو متر أصواتاً على الأرض تشبه أصوات الدوي أو الرعد، يمكن أن تكون الأصوات شديدة بدرجة كافية لتهز الأرض ويتم تسجيلها بواسطة أجهزة قياس الزلازل المصممة لمراقبة الزلازل.

 

هذا الإطلاق الكبير للطاقة يدمر بسرعة معظم النيازك خاصة تلك ذات السرعات العالية نسبياً، وهذا التدمير هو نتيجة كل من الاجتثاث (فقدان الكتلة من سطح النيزك بالتبخير أو كقطرات منصهرة) والتفتت الناجم عن الضغط الديناميكي الهوائي الذي يتجاوز قوة تكسير النيزك، لهذه الأسباب تنهي العديد من الشهب رحلتها المرصودة على ارتفاعات تزيد عن 80 كم والاختراق إلى ارتفاعات منخفضة تصل إلى 50 كم أمر غير معتاد.

 

غالباً ما يكون تفتيت النيازك الكبيرة بسبب ضغط دخول الغلاف الجوي كارثياً، تحدث حوالي 10 انفجارات كبيرة (كل منها يعادل 1 كيلو طن على الأقل من مادة تي إن تي ولكن بعضها أكبر بكثير) في الغلاف الجوي كل عام، وعادة ما يتم إنتاج الانفجارات بهذا الحجم بواسطة النيازك التي يبلغ قطرها في البداية مترين على الأقل (6 أقدام).

 

وللمقارنة فإن القنبلة الذرية التي ألقيت على هيروشيما باليابان في عام 1945 كان لها عائد متفجر يبلغ 15 كيلو طن من مادة تي إن تي (TNT)، حدث انفجار مذهل بشكل خاص فوق منطقة تونجوسكا في سيبيريا في روسيا في 30 يونيو 1908 (انظر حدث تونجوسكا)، وأدت موجة الصدمة الناتجة عن ذلك الانفجار المقدرة بما يعادل 15 ميغا طن من مادة تي إن تي إلى تسطيح الأشجار على مساحة تقارب 50 كيلو متر (حوالي 2000 كيلو متر).

 

 

المصدر
الأرض: مقدمة في الجيولوجيا الفيزيائية/إدوارد جي تاربوك, ‏فريدريك كي لوتجينس, ‏دينيس تازا /2014جيولوجيا النظائر/قليوبي، باهر عبد الحميد /1994الجيولوجيا البيئية: Environmental Geology (9th Edition)/Edward A. Keller/2014علم الأحافير والجيولوجيا/مروان عبد القادر أحمد /2016

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى