يحمل كوننا الشاسع في طيّاته الكثير من الخبايا والمعالم المُذهلة التي لازلنا نجهل الكثير عنها، وأحد أبرز هذه المعالم الفضائية هو حزام الكويكبات في مجموعتنا الشمسية. في مقالنا هذا سنستعرض أبرز المعلومات والتفاصيل المُكتشفة حتى الآن عن حزام الكويكبات، وكيفيّة تشكّله وخصائصه.

تعريف الكويكب

الكويكب (بالإنكليزية Asteroid) هو أحد عناصر ومكونات نظامنا الشمسي، والتي يُعتقد بأنّها بقايا تشكليّة نتجت أثناء ظهور ونشوء مجموعتنا الشمسية. تتميّز الكويكبات بأنها ذات طبيعةٍ صخريةٍ معدنية، تتراوح أحجامها من الحصى الصغيرة إلى كوكيباتٍ كبيرةٍ نسبيًّا تتجاوز أقطارها 600 ميل (أي 1000 كم تقريبًا.)

على الرغم من أن بعض الكويكبات الكبيرة تدور في نظامٍ حلقيٍّ مستقر حول الشمس، إلّا أنّها لا تقوم مقام الكواكب لصغر حجمها. تجوب مجموعتنا الشمسية آلاف الكويكبات، وتتركّز في معظمها في منطقةٍ تُدعى حزام الكويكبات والتي سنتطرّق إليها في الجُزء القادم. استطاع علماء الفلك رصد معظم الكويكبات الكبيرة في مجموعتنا، لكن ما زال هنالك جُزء كبير من الكويكبات غير المُكتشفة، سيّما الصغيرة التي تقل أقطارها عن 100 كم بسبب صعوبة رصدها.1

تعريف حزام الكويكبات

بالإنكليزية Asteroid Belt، هو عبارة عن تشكّل حلقي فراغي من الكويكبات يتوضّع في مجموعتنا الشمسية، ويشغل الحيّز الموجود بين مدار كوكب المريخ ومدار كوكب المشتري، أي بين 2.2 و3.2 وحدة فلكية بعيدًا عن الشمس.

يبلغ عرض حزام الكويكبات وحدة فلكية واحدة (1 AU)، ويتألف من آلاف الكويكبات المتفاوتة في الحجوم والأشكال وحتى المكوّنات. هنالك أربعة كويكباتٍ رئيسية في الحزام الكويكبي؛ هي سيريس وفيستا وباللاس وهييجيا، والتي تتراوح أقطارها بين 400-900 كم، وهي بذلك تشكّل نصف الكتلة الكليّة الموجودة في حزام الكويكبات.

بالإضافة إلى الحزام الكويكبيّ السابق (والذي يُدعى بحزام الكويكبات الرئيسي) هنالك حزامٌ آخر أصغر حجمًا يتوضّع بجوار مدار كوكب الأرض ويتألف من عددٍ أقل من الكويكبات والتي تكون في غالبيتها العظمى ذات أحجامٍ أصغر من 50 كم. 2

تصنيف الكويكبات

تندرج معظم العناصر والبنى الصخرية في حزام الكويكبات تحت ثلاثة أصناف هي:

  • النوع سي (C-type): يشكّل هذا النوع نحو 75% من مُجمل الكويكبات المُكتشفة حتى الآن، ويُعتقد أن هذا النوع يُشبه في تركيبه تركيب الشمس، باستثناء عُنصر الهيدروجين والهيليوم. هذا النوع من الكويكبات مُظلمٌ ويمتص الضوء بشكلٍ كبيرٍ، ويمكن ملاحظته في أطراف حزام الكويكبات.
  • النوع إس (S-type): يشكّل 17% فقط من مُجمل الأجسام في حزام الكويكبات، ويتكوّن بشكلٍ رئيسيٍّ من العناصر المعدنية (الحديد والمغنيزيوم)، وتتواجد بشكلٍ أساسيٍّ في الأطراف الداخلية للحزام.
  • النوع إم (M-type): وهو النوع الأخير ويشكّل 8% من الكويكبات، ويتوضّع هذا النمط في المنطقة المتوسطة من حزام الكويكبات.3

تشكّل حزام الكويكبات

كما ذكرنا سابقًا، فإن ظهور الحزام من الكويكبات تزامن مع نشوء مجموعتنا الشمسية بحد ذاتها وذلك قبل حوال 4.6 مليار سنة، ويعتقد العلماء أن تجمّع البقايا الصخرية المعدنية الخاصّة بحزام الكويكبات وفق الشكل الذي نراه اليوم سببه كوكب المشتري، حيث أن تطوّر وظهور كوكب المشتري – بكتلته الكبيرة – في بداية نشوء المجموعة الشمسية منع تطوّر أو ظهور أي أجسامٍ صخريةٍ كوكبية كبيرة في المجال بين مداره ومدار المريخ، مما أدى إلى تجمّع الأجسام الصخرية الصغيرة نسبيًّا في هذا الفراغ، وشكّلت ما يُعرف اليوم باسم حزام الكويكبات.

الصفات المميّزة لظاهرة حزام الكويكبات

الصفات المميّزة لظاهرة حزام الكويكبات

إن أكبر الكويكبات في مجموعتنا الشمسية هو كويكب سيريس (بقطر 900 كم تقريبًا)، وبالمقابل فإن أصغر كويكب تمَّت دراسته هو كويكب (2015 TC25) وذلك أثناء عبوره بجانب كوكب الأرض عام 2015.

معظم الكويكبات غير منتظمة الشكل، إلّا أن الكويكبات الكبيرة عادةً ما تكون أقرب للشكل الكروي الكوكبي، بالإضافة إلى ذلك، فإنّ سطح معظم البُنى الصخرية في حزام الكويكبات يكون مقعّرًا ومتعرّجًا ومُغطى بشكلٍ أساسيٍّ بالغبار والرمال.

على الرغم من أن الأجسام في حزام الكويكبات لها مسارها الخاص حول الشمس، إلّا أن العديد منها تعرّض لقوى جذبٍ من الكواكب الشمسية المجاورة وأصبح أحد أقمارها، لذلك فإن العلماء يرجّحون أن أقمار المريخ (فوبوس وديموس) كانت كويكبات جذبها المريخ لتصبح إحدى أقماره، وكذلك الحال بالنسبة لأقمار كلٍّ من المشتري وزُحل وأورانوس.

يبلغ متوسط درجة الحرارة على سطح الأجسام الصخرية في حزام الكويكبات ما يُقارب 100 درجة فهرنهايت تحت الصفر (-73 درجة سيليزيوس)، والجدير بالذكر أن الخصائص العامّة لمعظم الكويكبات ثابتةٌ نسبيًّا ولا تتغير مع الزمن، وهذا يعني أن دراسة سطح هذه الكويكبات سيعطينا تصوّرًا جيّدًا لمعالم مجموعتنا الشمسية في بدايات ظهورها وتكوّنها.

فجوات كيركوود هي من الظواهر المثيرة أيضًا عن حزام الكويكبات، وهي عبارة عن مسافاتٍ كبيرةٍ شبه منتظمةٍ بين الكويكبات سببها هو تأثير قوى الجاذبية الكبيرة لكوكب المشتري. هذا التأثير يولّد ظاهرةً تُعرف بالرنين المداري (Orbital Resonance)، والتي تنشأ عن تطابق مدار جسمٍ معيّن مع مدار جسمٍ آخر في الفضاء وتُسبب انتظامًا في مدار الجسم الصغير وِفقًا للكبير، وهذا ما يفسّر ظهور فجوات كيركوود في حزام الكويكبات وعدم ارتطام الكويكبات ببعضها أو خروجها من الحزام إلا في حالاتٍ قليلةٍ جدًا ونادرةٍ.4

على الرغم من أننا لازلنا نجهل الكثير من التفاصيل والمعالم الدقيقة عن حزام الكويكبات إلّا أننا نأمل على ضوء التطوّر التكنلوجي الكبير في العلوم الفلكية أن نتعمّق في الفهم والتعرّف على هذا الجُزء الفريد من مجموتنا الشمسية.

المراجع