فلك

3-3 قاعدة بود Bode s rule
تستعمل هذه القاعدة في إيجاد البعد التقريبي للكواكب عن الشمس، وقد كانت السبب الرئيس في اكتشاف حزام الكويكبات وتلخص كالآتي:
أ- نكتب سلسلة من الأرقام التالية:
0، 3، 6، 12، 24، 48، 96، 192، 384، .................... الخ.
ب- نضيف لكل رقم من الأرقام المذكورة أعلاه الرقم 4 فنحصل على التالي:
4، 7، 10، 16، 30، 52، 100، 196، 388، ..................الخ.
ج- نُقسم كل رقم في الخطوة ب على 10 فنحصل على البعد التقريبي من المعادلة الناتجة الآتية:



حيث r معدل بعد الكوكب عن الشمس مقاساً بالوحدات الفلكية
n= -? للكوكب عطارد، 0 للزهرة، 1 للأرض ، 2 للمريخ، 3 لحزام الكويكبات، ......الخ
د- أما البعد التقريبي بوحدات الكيلومتر فيمكن إيجاده باستعمال العلاقة التالية:-



حيثr في العلاقة الأخيرة معدل بعد الكوكب عن الشمس بوحدات 100 مليون كيلومتر كما موضح.

3-4 الكُوَيْكِبات الخارجية Outer planetoids
لا ينتهي النظام الشمسي عند الكوكب نبتون حيث انه في عام 1992 أكتشف العالمين ليو Luu وجيويت Jewitt جسماً هناك وأطلق عليه أسم QB1 1992، وقد كان أول شئ مؤكد وجوده فيما بعد مدار بلوتو. ومنذ ذلك الحين وجد العشرات منها، وهي أجسام خافتة جدا وصغيرة جداً، والكثير منها يبدو بلون مائل للحمرة قليلاً، الأمر الذي قد يشير إلى إمكانية وجود مركبات عضوية ( والتي هي ضرورية للحياة، لكن لا يعني ذلك بالضرورة أن هذه الأجسام عليها حياة)، وهذه الأجسام أطلق عليها بالكويكبات الخارجية ويصنف بلوتو كواحد من تلك الأجسام، وهذه الأجسام ربما تشكلت بطريقة تختلف عن الكواكب الأخرى الموجودة بالمجموعة الشمسية. واهم الكويكبات مايلي:
1- بلوتو Pluto
كان بلوتو يعتبر الكوكب الأبعد من الشمس وإلى حد بعيد الكوكب الأصغر، ولكن حديثا انتهى الجدل الدائر بخصوصه، وتم فصله عن المجموعة الشمسية لتصبح ثمانية كواكب، وأعتبر أن بلوتو هو كويكب مصدره من حزام كيوبر لوجود اختلافات كثيرة بينه وبين سائر الكواكب الأخرى، فقد كان هناك بعض العلماء من يعتبرون ان تصنيف بلوتو الأفضل هو كويكب أو مذنب كبير بدلاً من كونه كوكب، والبعض يعتبرونه الجرم الأكبر في حزام كيوبر Kuiper، وهناك أفضلية للرأي الأخير.
ان طبيعة مدار بلوتو والقمر تريتون قمر نبتون والتشابه الكبير فيما بينهما يعزز فرضية وجود بعض الترابط التاريخي بينهما، ولقد كانت فكرة أن بلوتو لربما كان ذات مرة قمر تابع لنبتون، والفكرة الأكثر قبولاً هي ان تريتون مثل بلوتو كان يتحرك في مدار مستقل حول الشمس وأسر لاحقاً بجاذبية نبتون، وتريتون وبلوتو هما العضوين الباقيين من أجسام مماثلة قذفت من غيمة أورتOort cloud.
اكتشف بلوتو في عام 1930 بالمصادفة عن طريق كلايد تومبو(Clyde Tombaugh).
بلوتو لم تزره أي مركبة فضائية من قبل، و حتى أفضل تلسكوب فضائي لا يمكن إلا أن يميز فقط الأشياء الكبيرة على سطحه، وهناك مهمة انطلقت في 2008 قاصدة ذلك الكويكب.
بلوتو له قمر تابع هو كارونCharon ، اكتشف في عام 1978 بالمصادفة أيضا قبل حركته المدارية داخل النظام الشمسي الداخلي.
نصف قطر بلوتو ليس معروفاً بالتحديد، ولكن حدد مؤخراً بـ 1137 كم مع نسبة خطأ +/- 8% مع ان الكتلة المجتمعة لكل من بلوتو وكارون معروفة جيداً، أما الكتلة الفردية لكلا من بلوتو أو كارون فهي صعبة التحديد لأن ذلك يتطلب تحديد حركتهما المتبادلة حول مركز كتلة النظام والتي تتطلب مقاييس أدق وأكثر بالإضافة إلى صغرهما وبعدهم عنا. مدار بلوتو من المدارات الشاذة جداً، فأحيانا يكون أقرب إلى الشمس من الكوكب نبتون وفترة مدار بلوتو هي 1.5 مرة أطول من فترة مدار نبتون، وأيضاً ميله المداري أعلى بكثير من الكواكب الأخرى حيث يميل عن مدار الأرض بزاوية 17.17° و درجة الحرارة السطحية لبلوتو تتفاوت بين -235 و -210° مئوية، وتشير الدراسات بأن تركيبه من خليط من الصخور التي تمثل حوالي 70 % والماء بنسبة تبلغ حوالي 30 %، وتبدو المناطق اللامعة من السطح مغطاة بثلوج من النتروجين وكميات من ميثان وإيثان وأحادي أوكسيد الكربون، أما المناطق المظلمة من سطح بلوتو فهي مازالت مجهولة . الغلاف الجوي لبلوتو، من المحتمل انه يتكون أساساً من النتروجين مع بعض أحادي أوكسيد الكربون والميثان وهو غلاف نحيف جداً، وقد يكون الغلاف الجوي لبلوتو من غاز فقط عندما يمر بلوتو قرب الشمس، و الغازات الجوية تتجمد بسبب بعده عن مصدر الحرارة، فعندما يقترب من الشمس تهرب بعض الغازات إلى الفضاء وربما تتفاعل مع قمره كارون، ولهذا السبب فان كتلته تتناقص بالتدريج.

2- كواوار Quaoar
وهو كويكب متجمد يدور حول الشمس في حقل من حطام متجمد من الأجسام يمتد سبعة مليار ميل في حزام كيوبر Kuiper في مدار ما بعد نبتون. اكتشف في 4 كانون الثاني 2002 من قبل الفلكيين تشاد تروجيلو Chad Trujillo ومايكل براون Michael Brown في معهد التكنولوجيا بكاليفورنيا من صور التقطها تليسكوب صموئيل اوتشين Samuel Oschin في مرصد بيلمار Palomar. وتم اعتماده ككويكب خارجي في تشرين أول 2002 في اجتماع المجمع الفلكي الأمريكي.
قطر كواوار يساوي تقريبا 1,300 كيلومتر، ويبعد حوالي 6.5 مليار كيلومتر من الأرض، وأكثر من مليار ميل من بلوتو، ويحتاج إلى 288 سنة ليدور حول الشمس. ولا يمكن رؤية تفاصيل سطح كواوار المتجمد لأن الجسم بعيداً جداً.
وقد أعلن في السابع من شباط من عام 2007 عن اكتشاف قمر تابع له وهو بقطر حوالي 100 كم.

3- سيدنا Sedna
جسم يشبه الكوكب أكتشف في حافة نظامنا الشمسي عام 2003، وهو الكشف الأول لجسم كبير نسبيا داخل غيمة أورت، التي هي مستودع الأجسام المتجمدة الصغيرة الذي تزودنا بالمذنبات التي تمر بالأرض. وتم اعتماده ككويكب خارجي رسمياً في 15 نيسان 2004 من قبل الفلكيين، ومن المتوقع ان يكون هذا الكويكب الخارجي مكون من جليد الميثان و جليد الماء.
سيدنا أبعد ثلاث مرات عن الأرض من بعد بلوتو، مما يجعله الأكثر بعدا في النظام الشمسي، و يوجد بعيداً جداً عن الشمس (130 مليار كم)، في المنطقة الأبرد من نظامنا الشمسي، حيث درجة الحرارة لا ترتفع فوق -240 درجة مئوية لأنه يقترب من الشمس مرة أثناء مداره البالغة10500 سنة حول الشمس، ابرز سماتهِ حجمه ولونه، فهو أكبر من كويكب وأصغر من كوكب، أحمر اللون؛ أي الجسم الأحمر الثاني في النظام الشمسي بعد المريخ، يبلغ حجمه ثلاث أرباع حجم بلوتو، ويعد الجسم الأكبر المكتشف في النظام الشمسي منذ اكتشاف بلوتو عام 1930.
ومن المتوقع ان يكون لهذا الكوكب قمر تابع له وهي قيد الدراسة والمتابعة من قبل الفلكيين.

3 - 5 حزام كيوبر s belt Kuiper
في عام 1951 إقترح الفلكي جيرارد كيوبر Gerard Kuiper أن المذنبات المنتظمة ذوات القترة القصيرة ( التي تمتلك فترة مدارية اقل من 200 سنة) لابد وأنها أتت من منطقة أو مكان ما بعد نبتون، واقترح ان هناك ركام وبقايا من النظام الشمسي ما زالت هناك.
هذه الفكرة تعززت بإدراك العلماء بأن ولابد من تواجد مجموعة منفصلة من المذنبات (سميت عائلة المشتري) هذه المجموعة تتصرف بنحو مختلف عن تلك المذنبات التي تأتي من المسافات البعيدة جدا لغيمة أورت، كما إنها تدور حول الشمس في فترة تكون أقل من عشرين عاما ( مقابل 200 عاما لما في سحابة أورت)، ومدارات هذه المذنبات تقع قرب مدار الأرض حول الشمس، بالإضافة إلى ان تلك المذنّبات تدور حول الشمس في نفس اتجاه كل كواكب المجموعة الشمسية.
وتأكدت فرضية كيوبر في الثمانينات عندما استخدم الحاسوب في أعمال محاكاة تشكل النظام الشمسي، وطبقاً لهذه المحاكاة فإن هناك قرص من الحطام يمكن أن يتشكل طبيعيا حول حافة النظام الشمسي، وطبقا لهذا السيناريو فإن الكواكب تتكتل بسرعة في المنطقة الداخلية من المحيط النجمي للشمس، والحطام المتبقي سوف يبعد ويتجمع بتأثير جاذبية الشمس، وبذلك فإن المنطقة التي ما بعد نبتون يجب أن تكون هي حقل الحطام للأجسام المبعثرة والمتجمدة التي لم تلتئم لتشكيل كواكب.
ظل حزام كيوبر نظرية صحيحة نظريا دون وجود دليل مادي يدعمها حتى عام 1992 عند تم كشف جسم يبلغ قطره 240 كيلومتر (سمىQB1 1992) في منطقة الحزام المشكوك فيها، تبع ذلك اكتشاف عدة أجسام بأحجام مماثلة لتؤكد وجود الحزام، وبسرعة أصبحت النظرية حقيقية صحيحة.
لهذا فإن حزام كيوبر هو منطقة في الفضاء على هيئة قرص تقع بعد مدار نبتون(30 وحدة فلكية) إلى 100 وحدة فلكية، وتحتوي على الآلاف من الأجسام المتجمدة الصغيرة، وهو يعتبر مصدر مذنبات الفترة القصيرة. ويعتبر حزام كيوبر مهما لدراسة النظام الشمسي حيث من المحتمل ان أجسام حزام كيوبر هي بقايا بدائية من المراحل المبكرة لتكون النظام الشمسي، كما يعتقد على نحو واسع بأنه مصدر مذنبات الفترة القصيرة، ويعتبر كمخزن لهذه الأجسام، ويعتقد بعض العلماء بأن تريتون وبلوتو مع قمره كارون مجرد أمثلة لأجسام من هذا الحزام، وأول جسم من حزام كيوبر اكتشف عام 1992.
وطبقاً للدراسات يتوقع وجود أكثر من مئة ألف جسم في هذا الحزام يتعدى قطرها 50 كم علاوة علي مليارات المذنبات التي تدور فيه، وقدر العلماء كتلة الحزام بعشر مرات كتلة الأرض. و الحزام يتكون من جزء داخلي على بعد 50 وحدة فلكية وجزء خارجي تتوزع أجسامه على بعد 100 وحدة فلكية.

3- 6 سحابة أورت Oort cloud
سحابة أورت هي سحابة كروية هائلة تحيط بالنظام الشمسي وتمتد لمسافة ثلاث سنوات ضوئية، وتقع على بعد حوالي 30 × 1012 كم من الشمس، هذه المسافة الشاسعة تعتبر على حافة جاذبية الشمس. داخل هذه السحابة توجد المذنبات التي تعبر مليارات الكيلومترات، وهذه الأجسام مرتبطة بجاذبية ضعيفة للشمس، ويمكن أن تؤثر على مداراتهم نجوم أو أية قوة أخرى ويمكن أن تغير من مداراتهم ومساراتهم بكل سهولة، هذه القوة أو تلك ترسلهم إلى النظام الشمسي الداخلي أو إلى الفضاء الخارجي البعيد، هذه هي حقيقة المذنبات الموجودة على الحافة الخارجية للسحابة أورت.
يعتقد أن السحابة تشتمل على مركز كثيف نسبياً ( كثافة أكثر من الشمس) والذي تمدد قرب مستوى الدائرة الظاهرية للشمس وملئت الحدود الخارجية بشكل تدريجي مكونة حالة ثابتة، يتواجد سدس أجسام الغيمة في المنطقة الخارجية أما البقية فتقبع في المركز الكثيف نسبيا.
قوة المد التي تؤثر على سحابة أورت تتولد من نجوم درب التبانة وبعض التأثير من مركز المجرة والمد الناتج عن الشمس والمذنبات التي تكون على مسافات مختلفة من هذه الكميات الهائلة للمادة، والقوة على المذنبات من هذا المد أعظم من القلق من مرور نجوم بالقرب من السحابة، والمذنبات التي تكون ما بعد 200,000 وحدة فلكية من السهل فقدانها في الفضاء السحيق، هذا التّأثير يساهم في ثبات حالة المذنبات الخارجية التي تتوزع بشكل عشوائي بعيدا عن الدائرة الظاهرية للشمس.
تعتبر سحابة أورت مصدراً للمذنبات ذات المدارات الطويلة ومن المحتمل أن تكون مصدراً للمذنبات المتوسطة ذات الميل الأعلى والتي قد جذبت في مدارات أقصر للكواكب، مثل مذنب هالي ومذنب سويفت توتال. أما احدث مذنبات سحابة أورت فهما مذنب هال بوب و مذنب هياكوتاك.
دراسة سحابة أورت أعطت تفسيرا للأسئلة القديمة عن ماهية المذنبات ومن أين تجئ في عام 1950 استنتج فلكي هولندي وجود السحابة من بعض الأدلة الفيزيائية لمذنبات الفترة الطويلة التي تدخل نظامنا الشمسي، ونجح في معرفة من أين تأتي هذه المذنبات.




3-7 الشهب والنيازك Meteors and meteorites
الشهب Meteors أجسام صخرية أو معدنية ذات حجوم مختلفة، يتساقط عدد كبير منها على سطح الأرض وان مروره خلال جو الأرض واحتكاكها الشديد يجعلها مرئية. وأحسن أوقات رصد الشهب بعد منتصف الليل والسبب في ذلك أن الجهة التي يكون فيها بعد منتصف الليل من الكره الأرضية هي الجهة التي تسير في اتجاه مدار الأرض حول الشمس فيكون الاصطدام مواجهة، وفي بعض الأحيان تكون كبيرة الحجم لهذا عند مرورها خلال جو الأرض تتحول طاقتها الحركية إلى حرارية مما يسبب احتراق جزء منها أو جميعها فيصل الجزء المحترق إلى الأرض فيدعى حينئذ بالنيزك meteorites، أي أن النيزك هو الجزء الساقط من الكتل السماوية على الأرض وغير المحترق في الغلاف الجوي، ويسقط على سطح الأرض سنويا 500 نيزك منها 150 على اليابسة.
وتُصنف النيازك عادة استناداً إلى المواد المكونة لها فقد تكون نيازك حديدية، أو صخرية، أو صخرية حديدية معاً.

3-8 المذنبات Comets
المذنبات أجرام سماوية ذات أشكال غير ثابتة لها رأس غازي كبير على شكل غيمة مضيئة تُحيط بنواة صخريه تحتوي على كميات وافره من الغازات المتجمدة بالإضافة إلى القطع الجليدية، نواتها مكونة من الغبار والثلج محاطة بطبقة رقيقة من الثلج المتبخر، أما العناصر المكونة للنواة فهي مؤلفة من الماء(H2O) والامونيا (NH3) وثنائي أكسيد الكاربون(CO2) والميثان(CH4). المذنبات لها ذيلان، الأول ذيل ايوني ازرق اللون مؤلف من الغاز ، والثاني ذيل غباري اصفر اللون ، وعندما تقترب المذنبات بما فيه الكفاية من الشمس، تبدأ حرارة الشمس في تبخير المذنبات، مما يجعلها مرئية بفضل ذيل الغاز والغبار الناتج عن عملية التبخير، وأحيانا تكون هذه الذيول بطول ملايين الكيلومترات. ومدارات معظمها ذات قطع ناقص، وهي لاتسير في منطقة البروج، فقد تأتي من أي اتجاه ومن أي زاوية من زوايا الفضاء، لكن معظمها يأتي من حزام كيوبر وسحابة أورت، حيث تحتوي هذه السحابة مايقارب 10 11 مذنب، و تعبر مركز النظام الشمسي بشكل دوري من مكان ما في دوراتها الخارجية، وبعض المذنبات تتكرر زياراتها، ويمكن مشاهدة خمس مذنبات كل سنة على الأقل بالمراقب الفلكية.
المذنبات يمكن أن تغير وتعدل من مداراتها بسبب تدفق وانبعاث الغاز والغبار من على سطحهم الثلجي كلما اقتربوا من الشمس. ويمكن أيضا ان تفقد المذنبات مساراتها وتضيع في الفضاء ومنها من لديها مدارات على نحو واسع من 200 سنة إلى مرة كل مليون سنة أو أكثر. أما المذنبات التي تدخل المنظومة الشمسية لأول مرة تكون قد جاءت من مسافة متوسطة تبلغ 44000 وحدة فلكية أو تزيد.
تقسم المذنبات بصورة عامة إلى قسمين من حسب مداراتها هما مذنبات الفترة الطويلة و مذنبات الفترة القصيرة. المذنبات ذات الفترات الطويلة يمكن أن تظهر في أي وقت وتجئ من أي جهة. أما الشهير من المذنبات فهو مذنب هالي(Halley) الذي تتراوح مدة الدورانية بين (76-79) سنه ومذنب انكي(Encke) الذي يسير في مدار شبة دائري كل3 سنوات و4 أشهر.
أما المذنبات التي اكتشفت حديثاّ فهي مذنب هيكوتيك Hyakutake وهو متوسط الحجم اكتشف عام 1996، والذي اقترب إلى مسافة 15 مليون كم من الأرض في شباط، ومذنب هال بوب Hall Bopp الذي اكتشف في 1997 الذي عد احد المع المذنبات التي شوهدت من الأرض على الرغم من انه لم يقترب من الأرض أكثر من 197 مليون كيلومتر. ومذنب لينر المكتشف عام 1999 وقد تتبعت مركبة الفضاء ستارداست Stardust هذا المذنب في كانون الثاني 2004 وجمعت عينات من المذنب للعودة بها إلى الأرض. واخيراً مذنب نييت المكتشف في آب عام 2001 الذي ظل مرئياً لعدة أسابيع في السماء الغربية.