في القرن الثامن عشر ، قادت الملاحظات التي أجريت لجميع الكواكب المعروفة (عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل) علماء الفلك إلى إدراك وجود نمط في مداراتهم. في النهاية ، أدى هذا إلى قانون تيتيوس بودي ، والتي تنبأت بحجم الفضاء الذي كان موجودًا بشكل طبيعي بين كل جرم سماوي يدور حول شمسنا. وفقًا لهذا القانون ، لاحظ علماء الفلك أنه يبدو أن هناك فجوة ملحوظة بين مداري المريخ والمشتري.
أدت التحقيقات في هذه الفجوة في النهاية إلى قيام الفلكيين برصد العديد من الأجسام ذات الأحجام المختلفة. أدى ذلك إلى إنشاء مصطلح 'كويكب' (اليونانية لـ 'نجمة' أو 'على شكل نجمة') ، وكذلك ' حزام الكويكبات '، بمجرد أن اتضح عددهم. من خلال طرق مختلفة ، أكد علماء الفلك منذ ذلك الحين وجود عدة ملايين من الأجسام بين مدار المريخ والمشتري. لقد حددوا أيضًا ، بدرجة معينة من الدقة ، بُعد المسافة عن كوكبنا.
الهيكل والتكوين:
يتكون حزام الكويكبات من عدة أجسام كبيرة ، بالإضافة إلى ملايين من الأجسام الأصغر حجمًا. الأجسام الأكبر مثل سيريس و فيستا و Pallas و Hygiea ، يمثلان نصف الكتلة الإجمالية للحزام ، مع ثلثه تقريبًا يمثله سيريس وحده. علاوة على ذلك ، يوجد أكثر من 200 كويكب يزيد قطرها عن 100 كيلومتر ، و 0.7-1.7 مليون كويكب يبلغ قطرها كيلومترًا واحدًا أو أكثر.
كويكبات النظام الشمسي الداخلي والمشتري: يقع حزام الكويكبات على شكل دونات بين مداري كوكب المشتري والمريخ. الائتمان: ويكيبيديا كومنز
إجمالي كتلة حزام الكويكبات تقدر بـ 2.8 × 10واحد وعشرينإلى 3.2 × 10واحد وعشرينكيلوغرام - وهو ما يعادل حوالي 4٪ من كتلة القمر. بينما تتكون معظم الكويكبات من الصخور ، يحتوي جزء صغير منها على معادن مثل الحديد والنيكل. وتتكون الكويكبات المتبقية من مزيج منها مع مواد غنية بالكربون. تميل بعض الكويكبات البعيدة إلى احتواء المزيد من الجليد والمواد المتطايرة ، بما في ذلك الجليد المائي.
على الرغم من العدد الهائل من الأجسام الموجودة داخل الحزام ، تنتشر كويكبات الحزام الرئيسي أيضًا على مساحة كبيرة جدًا. نتيجة لذلك ، يبلغ متوسط المسافة بين الأشياء حوالي 965600 كيلومتر (600000 ميل) ، مما يعني أن الحزام الرئيسي يتكون إلى حد كبير من مساحة فارغة. في الواقع ، نظرًا لكثافة المواد المنخفضة داخل الحزام ، فإن احتمالات اصطدام مسبار بكويكب تقدر الآن بأقل من واحد في المليار.
يتم أحيانًا تقسيم المجموعة الرئيسية (أو الأساسية) لحزام الكويكبات إلى ثلاث مناطق ، والتي تستند إلى ما يُعرف باسم 'فجوات كيركوود'. سميت على اسم دانيال كيركوود ، الذي أعلن في عام 1866 عن اكتشاف فجوات في مسافة الكويكبات ، وهذه الفجوات تشبه ما نراه في أنظمة حلقات زحل وأنظمة عمالقة الغاز الأخرى.
مدار حول الشمس:
يقع بين المريخ والمشتري ، ويتراوح الحزام في المسافة بين 2.2 و 3.2 وحدة فلكية (AU) من الشمس - 329 مليون إلى 478.7 مليون كيلومتر (204.43 مليون إلى 297.45 مليون ميل). ويقدر سمكها أيضًا بنحو 1 وحدة فلكية (149.6 مليون كم ، أو 93 مليون ميل) ، مما يعني أنها تشغل نفس القدر من المسافة بين الأرض والشمس.
تعتمد مسافة الكويكب عن الشمس (محوره شبه الرئيسي) على توزيعه في واحدة من ثلاث مناطق مختلفة بناءً على 'فجوات كيركوود' في الحزام. تقع المنطقة الأولى بين فجوات الرنين 4: 1 و 3: 1 فجوات الرنين كيركوود ، والتي هي تقريبًا 2.06 و 2.5 AUs (3 إلى 3.74 مليار كم ؛ 1.86 إلى 2.3 مليار ميل) من الشمس ، على التوالي.
تستمر المنطقة II من نهاية المنطقة الأولى إلى فجوة الرنين 5: 2 ، وهي 2.82 AU (4.22 مليار كم ؛ 2.6 ميل) من الشمس. المنطقة III ، الجزء الخارجي من الحزام ، تمتد من الحافة الخارجية للمنطقة II إلى فجوة الرنين 2: 1 ، وتقع على بعد 3.28 AU (4.9 مليار كم ؛ 3 مليار ميل) من الشمس.
المسافة من الأرض:
تختلف المسافة بين حزام الكويكبات والأرض اختلافًا كبيرًا حسب المكان الذي نقيس فيه. استنادًا إلى متوسط المسافة من الشمس ، يمكن القول أن المسافة بين الأرض وأقرب حافة للحزام تتراوح بين 1.2 إلى 2.2 وحدة فلكية ، أو 179.5 و 329 مليون كيلومتر (111.5 و 204.43 مليون ميل). لكن بالطبع ، في أي وقت ، سيكون جزء من حزام الكويكبات على الجانب الآخر من الشمس بالنسبة لنا أيضًا.
من وجهة النظر هذه ، تتراوح المسافة بين الأرض وحزام الكويكبات من 3.2 و 4.2 AU - 478.7 إلى 628.3 مليون كيلومتر (297.45 إلى 390.4 مليون ميل). لوضع ذلك في المنظور ، فإن المسافة بين الأرض وحزام الكويكبات تتراوح من أن تكون أكثر قليلاً من المسافة بين الأرض والشمس (1 AU) ، لكونها نفس المسافة بين الأرض والمشتري (4.2 AU) عندما يكونون في أقرب حالاتهم.
بطبيعة الحال ، فإن أي استكشاف أو أي نوع آخر من المهام التي يتم إطلاقها من الأرض سوف يسلك أقصر طريق ، إلا إذا كان يهدف إلى كويكب معين. وحتى ذلك الحين ، سيحدد مخططو المهمة وقت الإطلاق للتأكد من أننا أقرب إلى الوجهة. وبالتالي ، يمكننا استخدام تقديرات 1.2 - 2.2 AU بأمان لقياس المسافة بيننا وبين الحزام الرئيسي.
ومع ذلك ، فإن الوصول إلى حزام الكويكبات في أقرب وقت ممكن سيشمل قليلًا من التنزه! باختصار ، تبعد عنا حوالي 179.5 مليون كيلومتر (أو 111.5 مليون ميل) في أي وقت. على هذا النحو ، مع العلم فقط كم الوقت والطاقة سوف تستغرق للحصول عليها وإعادتها ستكون في متناول اليد إذا وعندما نبدأ في تصاعد المهام المأهولة إلى الحزام ، ناهيك عن احتمال تعدين الكويكبات!
لقد كتبنا العديد من المقالات الشيقة عن حزام الكويكبات هنا في Universe Today. هنا ما هو حزام الكويكبات؟ و من أين تأتي الكويكبات؟ و لماذا لا يهدد حزام الكويكبات المركبة الفضائية و لماذا لا يعتبر حزام الكويكبات كوكبًا؟ ، و 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول الكويكبات .
لمعرفة المزيد ، تحقق من صفحة علوم الكواكب والقمر التابعة لوكالة ناسا على الكويكبات ، و بيانات Hubblesite الإخبارية حول الكويكبات .
يلقي علم الفلك أيضًا بعض الحلقات الشيقة حول الكويكبات ، مثل الحلقة 55: حزام الكويكب و الحلقة 29: الكويكبات تجعل الجيران سيئين .
مصادر: