تفسير تكون الكويكبات: أهم الحقائق

الكويكبات هي عبارة عن مجموعة من الأجسام الصغيرة التي يبلغ قطرها حوالي 1000 كيلومتر أو أقل، وتدور الكويكبات بين الشمس وبين مداري كوكبي المريخ والمشتري في حلقة شبه مسطحة تسمى بحزام الكويكبات، ويطلق على الكويكبات أيضًا اسم الكواكب الصغيرة بسبب صغر حجمها وأعدادها الكبيرة بالنسبة للكواكب الرئيسية، وتم اكتشاف أول كويكب في 1 يناير عام 1801م من قبل عالم الفلك جوزيبه بيازي في باليرمو بإيطاليا؛ حيث اعتقد أنه مذنب في البداية، ولكنه كان يتحرك في مدار يشبه الكوكب.^[١]

كيفية تكون الكويكبات

في نقاط تشرح كيفية تكون الكويكبات:^[٢][٣]

• تتشكل الكويكبات من قطع وبقايا صغيرة من الصخور والمعادن من بقايا النظام الشمسي الداخلي منذ حوالي 4.6 مليار سنة عندما انهارت سحابة كبيرة من الغاز والغبار، وعندما حدث هذا سقطت معظم المواد في مركز السحابة وشكلت الشمس، ثم تحول بعض الغبار المتكثف في السحابة إلى كواكب، ولم تتح الفرصة لبعض الأجسام الموجودة في حزام الكويكبات للاندماج في الكواكب.^[٤]
• تصطدم الجسيمات الصغيرة ببعضها البعض وإذا لم تصطدم بقوة سوف تلتصق ببعضها، وسبب عدم استمرار الكويكبات بالنمو إلى كواكب هو أنها قريبة جدًا من كوكب المشتري؛ حيث إن جاذبية المشتري تجعلهم ينطلقون بسرعة، وعندما يصطدمون ببعضهم عادة ما يرتدون أو ينفصلون بدلاً من الالتصاق.
• توجد نظريات مثل فرضية تغير الاتجاه الكبرى تدل على أن عمالقة الغاز تحركوا قبل استقرارهم في مداراتهم الحالية، وهذا أدى إلى سقوط الكويكبات على الكواكب الأرضية؛ مما أدى إلى إفراغ وإعادة تعبئة حزام الكويكبات.

تشكل وتطور حزام الكويكبات

فيما يلي بعض المعلومات عن تشكل وتطور حزام الكويكبات:^[٥][٦]

• يعرف حزام الكويكبات بأنه مكان في نظامنا الشمسي حيث تدور أجسام صغيرة معظمها صخرية وبعضها معدني حول الشمس، وينتقلون في الغالب بين مدارات كوكب المريخ الرابع وكوب المشتري الخامس، يعتقد معظم علماء الفلك أن حزام الكويكبات هو مجرد أنقاض منعته جاذبية المشتري من الاندماج في كوكب.
• يتألف حزام الكويكبات مما يقدر بمليون إلى مليوني كوكيب يبلغ عرضه أكثر من حوالي كيلومتر واحد، بالإضافة إلى ملايين لا تحصى من الكويكبات الأصغر، ويحتوي على أجسام تختلف في الحجم إلى حد بعيد؛ حيث إن أكبر جسم سيريس (Ceres) تم اكتشافه عام 1801، ويبلغ طوله 945 كم ويصنف على أنه كوكب قزم من قبل الاتحاد الفلكي الدولي.
• يقع حزام الكويكبات بين 2.2 و3.2 وحدة فلكية (AU) من شمسنا، ويبلغ عرض وسمك الحزام حوالي واحد وحدة فلكية أو 150 مليون كيلومتر.
• تشكل الحزام ديناميكيًا أثناء وبعد تشكل الكوكب وعلى الرغم من أنه يمثل حلقة واسعة من المدارات المستقرة إلا أن الحزام يحتوي على أقل من واحد في الألف من كتلة الأرض، وأصل حزام الكويكبات أنه ولد مع عدة كتل أرضية في الكواكب الصغيرة ثم استنفد بشدة؛ ومع ذلك فمن المحتمل أن عددًا قليلًا من الكواكب الصغيرة تكونت في الحزام.
• تشير النظريات إلى أن حزام الكويكبات كان مكتظًا، لكن جاذبية كوكب المشتري نقلت ما يقارب 99% من مادته السابقة إلى أجزاء أخرى من النظام الشمسي أو إلى ما وراءه.^[٧]

خصائص الكويكبات

الخصائص الفيزيائية للكويكبات

فيما يلي الخصائص الفيزيائية لحزام الكويكبات:^[٨]

• الدوران والشكل: بحلول عام 2020 عُرفت فترات دوران لأكثر من 5,500 كويكب حيث تتراوح من 25 ثانية إلى 78 يومًا، ولكن أكثر من ثلثيها يقع بين 4-24 ساعة، ويبلغ دوران الأجسام الصغيرة التي قطرها أقل من 150 مترًا بضع دقائق، أما الكويكبات الكبيرة التي قطرها أكثر من 200 كيلومتر لها متوسط دوران قريب من 8 ساعات، وترتفع إلى 13 ساعة للكويكبات التي يبلغ قطرها 100 كيلومتر وتنقص إلى 6 ساعات للكويكبات التي قطرها 10 كيلومتر.
• الحجم والوضاءة: يبلغ قطر أكبر الكويكبات حوالي 940 كم ويسمى بسيريس، وهناك حوالي 300 كويكب أكبر من 200 كم، كما يبلغ عرض أصغر الكويكبات التي تقترب من الأرض بشكل نمطي حوالي 100 متر، أما الوضاءة فهي النسبة بين كمية الضوء المنعكس فعليًا وتلك التي ستنعكس بواسطة قرص منتشر بشكل موحد من نفس الحجم، وتصنف إلى ثلج التي تكون الوضاءة فيها حوالي 1، وإلى فحم الذي تكون الوضاءة حوالي 0.5، وتعتمد إضاءة الكويكب على قطره والوضاءة ومسافته.
• الكتلة والكثافة: تكون معظم كتل الكويكبات منخفضة؛ حيث يتم تحديد الكتل من خلال تأثيرها على مدارات الكويكبات الأخرى التي تقترب منها أو أقمارها أو الأقمار الصناعية، وتسمح معرفة الكتلة والحجم في حسابه الكثافة، وبالنسبة للكويكبات ذات الأقمار يمكن تحديد كثافتها مباشرة من مدار القمر دون معرفة الكتلة، إذ تبلغ كتلة أكبر كويكب سيريس 9.3*1020 كجم، وكتلة ثاني وثالث أكبر كويكبات لا تزيد عن ربع كتلة سيريس، أما كتلة حزام الكويكبات بأكمله تقارب ثلاثة أضعاف كتلة سيريس، وتتركز معظم الكتلة في الكويكبات الأكبر حجمًا.

الخصائص الكيميائية للكويكبات

تتكون الكويكبات في الغالب من صخور ويتكون بعضها من الطين والسيليكات ومعادن مختلفة تكون معظمها من النيكل والحديد:^[٩]

• تتكون الكويكبات القريبة من الشمس في الغالب من الكربون مع كميات أقل من النيتروجين والهيدروجين والأكسجين، بينما الصخور البعيدة تتكون من صخور السيليكات وهي مكونة من الأكسجين والسيليكون، وتتكون الكويكبات المعدنية من 80% حديد و20% خليط من النيكل، والإيريديوم، والبلاديوم، والبلاتين، والذهب، والمغنيسيوم، والمعادن النفيسة الأخرى مثل الأوزميوم، والروثينيوم، والروديوم، وهناك القليل منها مكون من نصف سيليكات ونصف معدنية.
• وجد أن الكويكب القريب من الأرض (إيتوكاوا) يحتوي على معدني الزبرجد الزيتوني والبيروكسين،
• توجد مؤشرات على أن الكويكبات تحتوي على ماء وجليد.