ما هي المذنبات؟

المذنبات هي أجسام فضائية كبيرة تتكون من الغازات المجمدة والحجارة والغبار ، والتي تدور ، مع بقية الأجرام السماوية في النظام الشمسي ، حول نجم. المذنبات في حالتها الأصلية كبيرة جدًا ويمكن أن تكون بحجم مدن بأكملها. ولكن أثناء دورة حياتها ، عندما تكون في مدار الشمس ، ترتفع درجة حرارة المذنبات تدريجيًا مع اقترابها من مصدر حراري ، وبالتالي تفقد كتلتها.

لا تقوم الشمس بتسخينها فحسب ، بل تجذب أيضًا الجسيمات ، وهذا هو السبب في ظهور ذيول ضخمة ، تمتد لملايين الكيلومترات ، تضيء ظلام الفضاء. ما يحرك المذنب في الحركة ويوجه مساره هو الجاذبية من جميع الكواكب والنجوم التي يمر بالقرب منها. عندما يقترب المذنب من الشمس ، يتحرك أسرع وأسرع ، لأنه كلما اقترب الجسم من مصدر الجاذبية ، كلما كان أقوى عليه. لن يتحرك ذيل المذنب بشكل أسرع فحسب ، بل سيصبح أطول أيضًا ، حيث تتبخر المزيد من المواد.

لماذا تسمى المذنبات المذنبات؟

بسبب مظهرها وذيلها ، حصلت المذنبات على اسمها ، لأن "κομήτης، komḗtēs" تُترجم من اليونانية القديمة على أنها "ذيل" ، "شعر" ، "أشعث".

حقيقة مثيرة للاهتمام: سيتم توجيه ذيل المذنب دائمًا في اتجاه واحد. يمكن للخيال أن يرسم هذه الأجسام مع ذيول موجهة في الاتجاه المعاكس للحركة. ولكن في الواقع ، سيتم توجيهها دائمًا بعيدًا عن الشمس.

يعتقد العلماء أن الكثير من المذنبات تدور في النظام الشمسي. حتى الآن ، وفقًا للموقع الرسمي لوكالة ناسا ، سجل علماء الفلك 3595 مذنبًا.

تاريخ دراسة المذنبات

في العصور القديمة ، لم يمر الأشخاص الذين اعتادوا على إضفاء طابع أسطوري وإلهي على أي ظاهرة ، وشرائط مضيئة مضيئة في السماء ، وأحيانًا تنزلق في الليل. أطلق عليها البعض أرواح الموتى.

ولكن مر الوقت وتطور الفكر العلمي. كان أرسطو أول من أعلن أن المذنبات لتكون غازًا مضيئًا. خلفه ، اقترح سينيكا بالفعل أن هذه الأجرام السماوية الغامضة لها مداراتها.

تتحرك المذنبات في المدار ، فتعود مرارًا وتكرارًا إلى مجال رؤية الفلكيين. تم طرح النظريات حول المدارات الإهليلجية المطولة ، لكن هذه النظريات لم تجد اعترافًا وتأكيدًا عالميًا حتى القرن الثامن عشر. تم طرح أول هذه الفرضية من قبل العالم الألماني جورج درفيل في عام 1681. حاول إسحاق نيوتن ، بعد 6 سنوات فقط من نشر أعمال سلفه ، شرح ذلك من خلال تقديم قوانين الجاذبية العبقرية للعالم. وذكر نيوتن أيضًا أن المذنبات هي أجسام صخرية تحتوي على الجليد الذي يتبخر مع اقترابه من الشمس ، وبالتالي خلق الذيل.

في عام 1705 ، درس إدموند هالي جميع الأحداث الموثقة للمذنبات وحاول تحديد معلمات مداراتها باستخدام فيزياء نيوتن. قاده ذلك إلى نظرية مفادها أن المذنبات 1531 و 1607 و 1682 كانت في الواقع نفس الشيء الذي سيظهر بعد 75 عامًا من ظهوره الأخير. أصبح هالي أول شخص تمكن من التنبؤ بنجاح عودة المذنب - ظهر ، وفقًا لحساباته بالضبط ، في 1759. ثم حصلت على الاسم - مذنب هالي.

تم إثبات العلاقة بين زخات الشهب والمذنبات في نهاية القرن التاسع عشر ، عندما طرح عالم الفلك الإيطالي جيوفاني شياباريللي فرضيته فيما يتعلق بدش النيزك Perseids ، المرئي للعين المجردة كل أغسطس. يرجع مظهره المنهجي إلى حقيقة أن الأرض تمر عبر سحابة من الحطام ، والتي خلفها مذنب Swift-Tuttle. سمحت هذه النظرية للعالم باستنتاج أن المذنبات لها سطح صلب مغطى بطبقة من الجليد.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، اقترح عالم الفلك الأمريكي فريد لورانس ويبل أن المذنبات تتكون في الواقع من ثلج أكثر من الحجر وتحتوي على المياه المجمدة وثاني أكسيد الكربون والأمونيا. تم تأكيد نظرية ويبل من خلال ملاحظات المركبة الفضائية التي تم إطلاقها في النصف الثاني من القرن.

حقيقة مثيرة للاهتمام: على مر السنين ، تم تفسير المذنبات على أنها علامات على الموت الوشيك أو نذر الحظ. اعتقد الإمبراطور الروماني نيرو أن المذنب ينذر بقتله ، وبالتالي قتل جميع خلفائه الأحياء. حاول البابا كاليكست الثالث بالفعل طرد الكنسي هالي من الكنيسة ، معتقدًا أنه كان وكيل الشيطان. اعتبر ويليام الفاتح أن المذنب فأل خير قبل غزوه إنجلترا عام 1066.

هيكل وتكوين المذنبات

نعلم الآن أن نواة المذنبات تتكون بشكل أساسي من الجليد ، الذي يتبخر عندما يكون المذنب قريبًا من الشمس. وهذا يخلق أجواء بخار نابضة بالحياة تتكون من جزيئات مشحونة تسمى أيونات وجزيئات الغبار ، والتي يمكن أن تتكون من السيليكات والهيدروكربونات والجليد. هذا الجو يسمى غيبوبة. يبلغ طول نوى المذنبات المرصودة عشرات الأمتار إلى حوالي 60 كم. تصنع الغيبوبة غلافًا حول القلب ، يمكن أن يكون عرضه ملايين الكيلومترات ، وتحيط بها قشرة أكبر من الهيدروجين.

اتجاه ذيل المذنب

يخلق الغبار والبخار ذيلان منفصلان ، لكنهما عادةً ما يتم توجيههما في نفس الاتجاه تقريبًا. يتم توجيه كل من الذيل دائمًا بعيدًا عن الشمس ، لكن الجسيمات المشحونة تتفاعل بقوة أكبر مع المجال المغناطيسي والرياح الشمسية ، مما يجعلها موجهة تمامًا في الاتجاه المعاكس للنجم. جزيئات الغبار أقل عرضة لهذا التأثير ، لذا فإن اتجاه ذيل الغبار منحني اعتمادًا على مدار المذنب.

حقيقة مثيرة للاهتمام: في عام 2009 ، أخذ مسبار ناسا الفضائي عينة من المذنب وايلد -2 ووجد العلماء أنه يحتوي على حمض أميني ، وهو عنصر أساسي لأصل الحياة. أظهرت دراسة حديثة أن المذنب يمكن أن يسقط على الأرض ، مما يصل إلى 9 تريليون من المواد العضوية ، وبالتالي توفير الطاقة والمواد اللازمة لتكوين جزيئات أكثر خطورة ، والتي خلقت الحياة لاحقًا.

ما الفرق بين المذنبات وبعضها البعض؟

تختلف المذنبات عن بعضها البعض في الوزن والحجم. يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا في الحجم ، ولكن المذنبات لا تزال الأجسام السماوية الصغيرة ، نظرا لحجم الأجسام الفضائية الأخرى. ولكن إذا كان لديك تلسكوب هواة وشاهدت مذنبات في سماء الليل ، فربما لاحظت أنها تختلف أيضًا في السطوع والشكل. تعتمد هذه المعلمات في المقام الأول على التركيب الكيميائي للمذنب.

أصل المذنبات

يمكن تحديد أصل المذنبات من خلال معلماتها المدارية. يعتقد أن المذنبات التي تدور حول الشمس لمدة تقل عن 200 سنة تأتي من حزام كويبر. يقع حزام كويبر خارج مدار نبتون وقد افترضه عالم الفلك الهولندي الأمريكي جيرارد كويبر عام 1951. ويقدر حالياً أن الحزام يحتوي على حوالي 1،000 مليار مذنب.

يعتقد أن المذنبات التي تزيد مدتها عن 200 عام تأتي من سحابة أورت. سحابة أورت هي سحابة كروية تدور حول الشمس على مسافة تزيد عن 1.5 سنة ضوئية من حافة حزام كويبر. هذا هو ثلث المسافة إلى أقرب نجم بروكسيما سنتوري.

اقترح عالم الفلك الإستوني إرنست إبيك أولاً أن المذنبات ذات فترات الدوران الطويلة يمكن أن تنشأ من سحابة أورت في عام 1932 ، واستمرت هذه الفكرة في التطور في كتابات جان أورت في عام 1950. يُعتقد أن سحابة أورت تحتوي على مئات المليارات من المذنبات ، وقد يحتوي بعضها على مثل هذه الكمية من الجليد التي تتجاوز كتلة جميع المياه على الأرض عدة مرات.

كيف تختلف المذنبات عن الكويكبات والنيازك؟

ترتبط النيازك بالومضات الساطعة في السماء ، والتي يطلق عليها غالبًا "نجوم الرماية".النيازك هي أجسام في الفضاء ، تختلف أحجامها من حبيبات الغبار إلى الكويكبات الصغيرة. في الواقع ، هذه مجرد حجارة تطير في الفضاء. عندما تدخل النيازك الغلاف الجوي للأرض (أو كوكب آخر ، مثل المريخ) بسرعة عالية وتحترق ، تسمى الكرات النارية أو "النجوم الرماية" الشهب. عندما ينتقل نيزك عبر الغلاف الجوي ويسقط على الأرض ، يطلق عليه نيزك. كل هذا يتوقف على حجم الجسم الكوني.

الكويكب ، الذي يطلق عليه أحيانًا الكواكب الصغيرة ، عبارة عن شظايا حجرية كبيرة بدون غلاف جوي بقي بعد المراحل الأولى من تكوين نظامنا الشمسي قبل حوالي 4.6 مليار سنة. معظمها بين المريخ والمشتري. تختلف أحجام الكويكبات بشكل كبير - يمكن أن يصل قطرها إلى 530 كيلومترًا أو تكون صغيرة جدًا وتصل إلى 10 أمتار فقط.والفرق الرئيسي بين الكويكب والمذنب هو تركيبهما الكيميائي.

حقيقة مثيرة للاهتمام: الكتلة الكلية لجميع الكويكبات في النظام الشمسي أقل من كتلة القمر.

كيف تحصل المذنبات على اسمهم؟

يعود تاريخ مراقبة المذنبات إلى أكثر من 2000 عام ، تم خلالها استخدام العديد من مخططات التسمية لكل مذنب. اليوم ، قد يكون لبعض المذنبات أكثر من اسم واحد.

تميز النظام الأول بحقيقة أن المذنبات تلقت اسما تكريما لعام اكتشافها (على سبيل المثال ، المذنب الكبير عام 1680). في وقت لاحق ، تم التوصل إلى اتفاق بين علماء الفلك على أن أسماء المذنبات ستستخدم أسماء الأشخاص المرتبطين بالاكتشاف (على سبيل المثال ، المذنب Hale-Bopp) أو الدراسة التفصيلية الأولى (على سبيل المثال ، مذنب هالي).

منذ القرن العشرين ، تطورت التكنولوجيا باستمرار ونما عدد الاكتشافات كل عام ، لذلك نشأت الحاجة إلى إنشاء نظام أكثر شمولاً باستخدام أرقام خاصة.

في البداية ، تم تعيين رموز للمذنبات بالترتيب الذي مرت به المذنبات الحضيض (على سبيل المثال ، المذنب 1970 II). ولكن حتى هذا النظام لا يمكن أن يستمر طويلاً ، لأنه حتى لا يمكنها التعامل مع عدد الاكتشافات السنوية. لذلك ، منذ عام 1994 ، ظهر نظام جديد - تم تعيين رمز بناءً على نوع المدار وتاريخ الكشف (على سبيل المثال ، C / 2012 S1):

• P / يشير إلى مذنب دوري ، يُعرّف لهذه الأغراض بأنه أي مذنب بفترة مدارية تقل عن 200 عام أو ملاحظات مؤكدة مع أكثر من ممر حضيض واحد ؛
• ج / تشير إلى مذنب غير دوري ، أي مذنب ليس دوريًا وفقًا للفقرة السابقة ؛
• X / يشير إلى مذنب يستحيل حساب مداره (عادةً مذنبات لملاحظاتهم التاريخية) ؛
• د / يشير إلى مذنب دوري اختفى أو تحطم أو فقد. وتشمل الأمثلة المذنب ليكسيل (D / 1770 L1) والمذنب شوميكر ليفي 9 (D / 1993 F2) ؛
• يشير A / إلى كائن تم تعريفه عن طريق الخطأ بأنه مذنب ، ولكنه في الواقع كوكب صغير. لكن لسنوات عديدة لم يتم استخدام هذا الاسم ، ولكن في عام 2017 تم تطبيقه على أوموموا (A / 2017 U1) ، ثم على جميع الكويكبات في المدارات المشابهة للمذنبات ؛
• أنا / تشير إلى كائن بين النجوم. ظهر هذا التعيين مؤخرًا ، في عام 2017 ، لمنح Oumuamua (1I / 2017 U1) الوضع الأكثر دقة ودقة. اعتبارًا من عام 2019 ، كان الكائن الآخر الوحيد مع هذا التصنيف هو مذنب بوريسوف (2I / 2019 Q4).

هل تشكل المذنبات تهديدًا للأرض؟

منذ تكوينها قبل أكثر من 4.5 مليار سنة ، تعرضت الأرض لتصادمات مع الكويكبات والمذنبات عدة مرات ، عندما جلب مدارها الأخير إلى الحدود الداخلية للنظام الشمسي ويمر بالقرب من الأرض. تسمى هذه الأجسام بأكملها "الأجسام القريبة من الأرض".

اعتمادًا على حجم الجسم المؤثر ، يمكن أن يتسبب مثل هذا التصادم في حدوث أضرار جسيمة محليًا وعالميًا. وهذه حقيقة لا جدال فيها أنه في مرحلة ما ستصطدم الأرض مرة أخرى بجسم سماوي آخر.هناك أدلة علمية مقنعة على أن الاصطدامات الكونية لعبت دورًا رئيسيًا في الانقراض الجماعي ، وسجلت في الأحافير في جميع أنحاء العالم.

تحتوي الأجسام القريبة من الأرض على مدارات تتزامن في الاتجاه مع الأرض ، لذا فإن التصادم معها ليس مدمرًا جدًا ، حيث يتم تقليل سرعة الاصطدام بشكل كبير. لكن الباحثين يقولون إن المذنبات تسير حول الشمس بطرق مختلفة قليلاً يصعب التنبؤ بها للغاية ، لذلك يمكن أن يحدث تصادم مباشر ، مما قد يؤدي إلى نتائج كارثية.

لسوء الحظ ، الغلاف الجوي للأرض ليس دفاعًا مثاليًا ضد الكوارث الكونية ، لأن حجم المذنبات يمكن أن يصل إلى عدة كيلومترات. هذه جبال حقيقية من الحجر والجليد. عندما يدخل المذنب الغلاف الجوي للأرض ، تتبخر جزيئاته الصغيرة ولا تصل إلى السطح ، لكن الجزيئات الكبيرة لا تزال تطير. يخلقون انفجارًا عند الارتطام ، والذي يشكل فوهة. يعتقد بعض العلماء أن أكبر الحفر على الأرض تشكلت نتيجة اصطدام مذنب على وجه التحديد.

أشهر المذنبات في المجموعة الشمسية

المذنب هالي

مذنب هالي هو أشهر المذنبات. بعد كل شيء ، كان العالم البريطاني إدموند هالي هو أول من استطاع إثبات دورية المذنبات بعد ملاحظاته وتحليل البيانات من علماء الفلك في الماضي. تمكن من التنبؤ بدقة بعودة المذنب ، الذي لوحظ لأول مرة في عام 1066. مذنب هالي ، بعرض 8 كم وطول 16 كم ، يدور حول الشمس كل 75-76 سنة في مدار ممدود. آخر مرة مرت بالقرب من الأرض في فبراير 1986.

المذنب شوميكرز ليفي 9

أصبح المذنب شوميكر-ليفي 9 مشهورًا بحقيقة أنه في عام 1992 ، تحت تأثير جاذبية المشتري ، انفجر إلى 21 جزءًا ، ثم في عام 1994 انهارت جميع الأجزاء على سطح عملاق الغاز. وقد لوحظ هذا المشهد من قبل جميع علماء الفلك والمهنيين الهواة. ويُزعم أن تأثير قطعة واحدة - قطرها حوالي 3 كيلومترات - أدى إلى انفجار يعادل 6 ملايين ميغا طن من مادة تي إن تي.

المذنب Churyumov-Gerasimenko

أطلق مسبار روزيتا في عام 2004 ، المملوك لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي كان من المفترض أن يهبط على المذنب تشوريوموف-جيراسيمنكو في عام 2014. يعتقد أن عرض المذنب يبلغ حوالي خمسة كيلومترات ويدور حاليًا حول الشمس كل 6.6 سنوات تقريبًا. كان مداره أكبر بكثير ، لكن التفاعل مع جاذبية المشتري منذ عام 1840 غيره إلى أصغر بكثير. ثم أمضت المركبة المدارية حوالي اثنين بالقرب من المذنب عندما عادت إلى الشمس. درس المسبار تكوين المذنب لمساعدتنا على فهم تاريخ تكوين نظامنا الشمسي بشكل أفضل.

المذنب هيل بوب

في يناير 1997 ، اقترب مذنب Hale-Bopp من الأرض على مسافة قريبة منذ 4000 عام. في المرة الأخيرة التي طار فيها هذا الجسم بالقرب من كوكبنا في العصر البرونزي ، أي قبل 2000 سنة من عصرنا. المذنب Hale-Bopp أكبر بكثير وأكثر مركزية من المذنب هالي. يبلغ قطر النواة 40 كم ويمكن رؤيتها بالعين المجردة. Hale-Bopp مشرقة للغاية بحيث يمكن رؤيتها من الأرض في عام 1995 ، عندما كانت لا تزال خارج مدار المشتري.

المذنب بوريلي

هذا هو المذنب الثاني بعد هالي ، الذي تم تصويره عن قرب باستخدام المركبة الفضائية ديب سبيس 1 ، التي أرسلتها وكالة ناسا في عام 2001. قدمت مهمة البحث هذه الكثير من البيانات للعلماء ، بفضلها تمكن الفلكيون من فهم الكثير عن نواة المذنبات. أظهرت الصور أن النواة الصخرية لها شكل لعبة عملاقة يبلغ طولها 8 كيلومترات ، والمذنب بأكمله منحني بشكل غريب.

على عكس مذنب هالي ، الذي تشكل في سحابة أورت عند الحدود الخارجية للنظام الشمسي ، يعتقد أن بوريلي يأتي من حزام كويبر.

المذنب Hyakutake

ترك هذا المذنب انطباعًا لا يمحى لدى العلماء ، عندما مر في عام 1996 بالقرب من كوكبنا ، اقترب من الأرض على مسافة 15 مليون كيلومتر فقط ، وهي أقرب مسافة تقترب إليها أي مذنبات أخرى. حير المذنب الفلكيين لأنه أطلق أشعة إشعاعية أكثر كثافة من المتوقع 100 مرة.

مرت المركبة الفضائية Ulysses عبر ذيل هذا المذنب في مايو 1996 ، مما يدل على أن طوله لا يقل عن 570 مليون كيلومتر - ضعف طول أي مذنب معروف آخر.