جيولوجية حزام الكويكبات

ما هي جيولوجية حزام الكويكبات:

الجيولوجيا الخاصة بالكواكب وبمعناها الأكثر حرفية هي وصف للسمات الموجودة على سطح الأرض أو كوكب آخر، تكفي ثلاثة إحداثيات (خط العرض وخط الطول والارتفاع) لتحديد كل هذه الميزات، وبالمثل يمكن تحديد موقع أي جسم في النظام الشمسي من خلال ثلاث معلمات وهي: (خط طول مسير الشمس وخط عرض مسير الشمس ومسافة مركزية الشمس)، ومع ذلك فإن مثل هذه المواقف صالحة فقط للحظة من الزمن؛ لأن جميع الكائنات في النظام الشمسي تتحرك باستمرار، وبالتالي فإن أفضل وصف لموقع كائن النظام الشمسي هو المسار المسمى المدار الذي يتبعه حول الشمس (أو في حالة قمر صناعي كوكبي والمسار حول كوكبها الأصلي).

تدور جميع الكويكبات حول الشمس في مدارات إهليلجية وتتحرك في نفس اتجاه الكواكب الرئيسية، وبعض المدارات الإهليلجية عبارة عن دوائر تقريباً، في حين أن البعض الآخر مستطيل للغاية (غريب الأطوار)، يتم وصف المدار بالكامل بستة معاملات هندسية تسمى عناصره، تختلف العناصر المدارية من ناحية شكل المدار واتجاهه مع مرور الوقت؛ لأن كل جسم يعمل على أساس الجاذبية ويتصرف على أساسه من قبل جميع الأجسام الأخرى في النظام الشمسي.

أسماء ومدارات الكويكبات:

نظراً لحدوثها على نطاق واسع يتم تخصيص أرقام وأسماء للكويكبات، ويتم تعيين الأرقام على التوالي بعد تحديد العناصر المدارية الدقيقة، يُعرف سيريس رسمياً باسم كويكب سيريس، وبالاس باسم كويكب بالاس، ومن بين 757.626 كويكباً تم اكتشافها خلال عام 2018 وتم ترقيم 68 بالمائة، إن مكتشفو الكويكبات لهم الحق في اختيار أسماء لاكتشافاتهم بمجرد ترقيمها، يتم تقديم الأسماء المختارة إلى الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) للموافقة عليها، (في عام 2006 قرر الاتحاد الفلكي الدولي أن سيريس أكبر كويكب معروف، مؤهل أيضاً كعضو في فئة جديدة من كائنات النظام الشمسي تسمى الكواكب القزمة).

قبل منتصف القرن العشرين كان يتم أحياناً تخصيص أرقام للكويكبات قبل تحديد العناصر المدارية الدقيقة؛ لذلك لا يمكن تحديد موقع بعض الكويكبات المرقمة لاحقاً، يشار إلى هذه الأشياء باسم الكويكبات المفقودة، وقد تم العثور على الكويكب المرقّم الأخير المفقود (719) ألبرت في عام 2000 بعد انقطاع دام 89 عاماً، لا تزال العديد من الكويكبات المكتشفة حديثاً مفقودة بسبب المدى غير الكافي من الملاحظات، ولكن لا يتم تعيين أرقام للكويكبات الجديدة حتى يتم التعرف على مداراتها بشكل موثوق.

يحتفظ مركز الكواكب الصغيرة في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ماساتشوستس بملفات الكمبيوتر لجميع قياسات مواقع الكويكبات، اعتباراً من عام 2018 كان هناك أكثر من 188 مليون وظيفة من هذا القبيل في قاعدة بياناتها.

فجوات التوزيع وكيركوود:

تتحرك الغالبية العظمى من الكويكبات المعروفة في مدارات بين مدار كوكب المريخ والمشتري، معظم هذه المدارات بدورها لها محاور شبه رئيسية أو متوسط ​​المسافات من الشمس بين 2.06 و3.28 (AU)، وهي منطقة تسمى الحزام الرئيسي، لا يتم توزيع المسافات المتوسطة بشكل موحد، ولكنها تظهر نضوباً للسكان أو فجوات، ترجع تلك الفجوات المزعومة في كيركوود إلى صدى متوسط ​​الحركة مع الفترة المدارية لكوكب المشتري، إن كويكب متوسط ​​المسافة من الشمس 2.50 (AU) على سبيل المثال يصنع ثلاث دوائر حول الشمس في الوقت الذي يستغرقه كوكب المشتري، الذي يبلغ متوسط ​​المسافة فيه 5.20 (AU) لعمل دائرة واحدة.

وهكذا يقال إن الكويكب موجود في مدار رنين من ثلاثة إلى واحد (مكتوب 3:1) مع كوكب المشتري، وبالتالي مرة واحدة كل ثلاثة مدارات سيكون المشتري والكويكب في مثل هذا المدار في نفس المواضع النسبية، وسيواجه الكويكب قوة جاذبية في اتجاه ثابت، ستؤدي التطبيقات المتكررة لهذه القوة في النهاية إلى تغيير متوسط ​​مسافة ذلك الكويكب (وغيره في مدارات مماثلة) وبالتالي خلق فجوة عند 2.50 (AU).

الكويكبات القريبة من الأرض:

الكويكبات التي يمكن أن تقترب من الأرض تسمى الكويكبات القريبة من الأرض (NEAs)، على الرغم من أنه لا تعبر جميع الكواكب القريبة من الأرض مدار الأرض، تنقسم (NEAs) إلى عدة فئات مدارية، فالكويكبات التي تنتمي إلى الطبقة الأبعد عن الأرض (تلك الكويكبات التي يمكنها عبور مدار المريخ ولكن لها مسافات الحضيض الشمسي أكبر من 1.3 AU)، يطلق عليها اسم عابري المريخ، تنقسم هذه الفئة أيضاً إلى قسمين، وهما: عبور المريخ الضحل (مسافات الحضيض لا تقل عن 1.58 AU ولكن أقل من 1.67 AU) وعبور المريخ العميق (مسافات الحضيض أكبر من 1.3 AU ولكن أقل من 1.58 AU).

الطبقة التالية الأبعد من (NEAs) هي (Amors)، أعضاء هذه المجموعة لديهم مسافات الحضيض الشمسي أكبر من 1.017 (AU) وهي مسافة الأوج الأرضية، ولكن لا تزيد عن 1.3 AU، لذلك لا تعبر كويكبات أمور مدار الأرض في الوقت الحاضر؛ بسبب اضطرابات الجاذبية القوية الناتجة عن اقترابها من الأرض، تتغير العناصر المدارية لجميع الكويكبات التي تقترب من الأرض باستثناء عبارات المريخ الضحلة بشكل ملحوظ على فترات زمنية قصيرة تصل إلى سنوات أو عقود، لهذا السبب ما يقرب من نصف (Amors) المعروفين (بما في ذلك (1221) (Amor) التي تحمل الاسم نفسه للمجموعة) هم جزء من عبور الأرض، فقط الكويكبات التي تعبر مدارات الكواكب (أي الكويكبات التي تقترب من الأرض والأجسام الخاصة مثل (944) هيدالغو وكيرون).

هناك فئتان من (NEAs) التي تعبر بعمق مدار الأرض على أساس شبه مستمر، أول تلك التي تم اكتشافها كانت كويكبات أبولو، التي سميت باسم (1862) أبولو والتي تم اكتشافها في عام 1932، ولكنها فقدت بعد ذلك بوقت قصير ولم تتم إعادة اكتشافها حتى عام 1978، إن متوسط ​​المسافات بين كويكبات أبولو من الشمس أكبر من أو يساوي 1 (AU)، ومسافات الحضيض لديهم أقل من أو تساوي مسافة الأوج على الأرض 1.017 (AU)، وبالتالي فإنهم يعبرون مدار الأرض عندما يكونون بالقرب من أقرب نقاط للشمس في مداراتهم.

يُطلق على الفئة الأخرى من الكويكبات العابرة للأرض اسم (Atens) لـ 2062 (Aten) الذي تم اكتشافه في عام 1976، الكويكبات (Aten) لها مسافات متوسطة من الشمس أقل من 1 (AU) ومسافات (aphelion) أكبر من أو تساوي 0.983 (AU) من مسافة الحضيض الأرضي؛ لذلك يعبرون مدار الأرض عندما يكونون بالقرب من أبعد نقطة من الشمس في مداراتهم.

تتكون فئة (NEAs) التي كانت آخر ما تم التعرف عليه من كويكبات ذات مدارات داخل مدار الأرض بالكامل، تُعرف باسم الكويكبات (Atira) بعد 163693 (Atira)، ولديها مسافات أقل من 1 (AU) ومسافات (aphelion) أقل من 0.983 (AU)؛ لذلك لا تعبر مدار الأرض.

وبحلول عام 2018 بلغ عدد الكويكبات المعروفة باسم (Atira وAten وApollo وAmor) من جميع الأحجام 17 و1،342 و8،972 و7618 على التوالي، على الرغم من أن هذه الأرقام تتزايد باطراد مع تقدم برامج مسح الكويكبات، وتم اكتشاف معظمها منذ عام 1970، عندما بدأت عمليات البحث المخصصة عن تلك الأنواع من الكويكبات، وقدر علماء الفلك أن هناك ما يقرب من (15 Atiras و45 Atens و570 Apollos و270 Amors) بأقطار أكبر من حوالي كيلومتر واحد (0.6 ميل).

ولأنها يمكن أن تقترب كثيراً من الأرض فقد جاءت بعض أفضل المعلومات المتاحة عن الكويكبات من دراسات الرادار الأرضية في المناطق القريبة من الأرض، في عام 1968 أصبح كويكب أبولو (1566) إيكاروس أول كوكب قريب من الأرض يتم رصده بواسطة الرادار، وبحلول عام 2018 تم ملاحظة أكثر من 750 منطقة شرق أوسطية، وبسبب التحسينات المستمرة لأنظمة الرادار نفسها وعلى أجهزة الكمبيوتر المستخدمة لمعالجة البيانات زادت المعلومات التي توفرها هذه التقنية بشكل كبير بداية في العقد الأخير من القرن العشرين.