كم عدد المذنبات البعيدة؟

رسم متحرك لمذنب عندما يكون بالقرب من الشمس وينبت ذيله المميز عبرناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية.

لم يكن لدى مراقبي السماء الأوائل أي فكرة عن مصدر المذنبات وكانوا يعتبرونها أحيانًانذير شؤم. يعرف علماء الفلك اليوم المذنبات على أنها أجسام جليدية صغيرة تدور حول شمسنا.المذنبات طويلة المدى- تلك التي تدور حول الشمس منذ أكثر من 200 عام - لا تزال غامضة للغاية ، لكن علماء الفلكقالتاستخدموا هذا الأسبوع بيانات من مركبة الفضاء WISE التابعة لناسا لاتخاذ خطوة إلى الأمام في فهم هؤلاء الزائرين الجليديين من النظام الشمسي الخارجي.

قالوا إنهم تعلموا أن المذنبات طويلة الأمد أكثر شيوعًا مما كان يُفترض سابقًا ، وأنها ، على ما يبدو ، أكبر بكثير من مجموعة فرعية معينة منالمذنبات قصيرة المدى. علماء الفلكنشرتعملهم في 14 يوليو 2017 فيمراجعة الأقران مجلة الفيزياء الفلكية.

يُعتقد أن المذنبات طويلة الأمد تأتي منسحابة أورت، والتي تبدأ على بعد حوالي 186 مليار ميل (300 مليار كيلومتر) من شمسنا. سحابة أورت بعيدة جدًا - والمذنبات بداخلها صغيرة جدًا - بحيث لا يمكن ملاحظتها مباشرة بواسطة التلسكوبات الأرضية. يلاحظ علماء الفلك بالفعل المذنبات طويلة المدى تقترب من شمسنا من اتجاهات عشوائية في الفضاء ، وهذا أحد أسباب تصوير سحابة أورت على أنها قوقعة تحيط تمامًا بالنظام الشمسي.

عرض أكبر.| تصوير الفنان لـكوبر بيلتوسحابة أورت. يُعتقد أن المذنبات طويلة الأمد تأتي من سحابة أورت. صورة عبرناسا.

مستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع النطاق التابع لوكالة ناسا (حكيم) قامت المركبة الفضائية بمهمة مسح السماء بأكملها (مرتين) بأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء. انتهت مرحلة المهمة الأولية في عام 2011 ، لكن لا يزال علماء الفلك ينقبون عن ثروتها من البيانات لدراسات المذنبات طويلة المدى ، وكذلكتشكيلة واسعة من الآخرينالأجسام الفضائية. في هذا الأسبوعبيان، قالت وكالة ناسا إن العلماء الذين حللوا بيانات وايز وجدوا أن هناك حوالي سبع مرات أكثر من المذنبات طويلة المدى التي يبلغ قطرها 0.6 ميل (1 كيلومتر) على الأقل مما كان متوقعا في السابق.

لاحظ هؤلاء العلماء أيضًا أنه في غضون ثمانية أشهر ، مرت ثلاثة إلى خمسة أضعاف عدد المذنبات طويلة الأمد التي مرت بجوار الشمس عما كان متوقعًا.جيمس باورقال المؤلف الرئيسي للدراسة وهو الآن أستاذ باحث في جامعة ميريلاند ، كوليدج بارك:



يتحدث عدد المذنبات عن كمية المواد المتبقية من تكوين النظام الشمسي. نحن نعلم الآن أن هناك قطعًا كبيرة نسبيًا من المواد القديمة تأتي من سحابة أورت أكثر مما كنا نظن.

لماذا تترك المذنبات سحابة أورت لتقترب من شمسنا؟ قالت ناسا إن كثافة المذنبات داخل سحابة أورت منخفضة ، لذا فإن احتمالات اصطدام المذنبات بداخلها نادرة. ربما تم طرد المذنبات طويلة المدى التي لاحظها WISE من سحابة أورت منذ ملايين السنين.

لا نرى المذنبات إلا عندما تقترب من الشمس ، في مداراتها الإهليلجية للغاية. بحكم التعريف ، تحتاج المذنبات طويلة الأمد إلى 200 عام على الأقل لتدور حول الشمس مرة واحدة. لكن البعض يحتاج إلى آلاف - أو حتى ملايين - السنين للدوران حول الشمس مرة واحدة. صورة عبرVagabonds من النظام الشمسي/ بيرل إليوت.

وجد العلماء أيضًا أن المذنبات طويلة المدى تصل في المتوسط ​​إلى ضعف حجم ما يسمىمذنبات عائلة المشتري. هذه مجموعة فرعية من المذنبات قصيرة المدى. لقد مروا في مرحلة ما بالقرب من كوكب المشتري ، أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ، وشكلت مداراتهم بفعل جاذبية المشتري القوية. والنتيجة هي أنها تدور الآن حول الشمس في أقل من 20 عامًا. قالت ناسا:

كان لدى علماء الفلك بالفعل تقديرات أوسع لعدد المذنبات طويلة الأمد وعائلة المشتري في نظامنا الشمسي ، لكن لم تكن لديهم طريقة جيدة لقياس أحجام المذنبات طويلة الأمد. وذلك لأن المذنب به 'غيبوبة' ، وهي عبارة عن سحابة من الغاز والغبار تظهر ضبابية في الصور وتحجب نواة المذنب. ولكن باستخدام بيانات وايز التي تظهر توهج الأشعة تحت الحمراء لهذه الغيبوبة ، تمكن العلماء من 'طرح' الغيبوبة من المذنب الكلي وتقدير حجم نواة هذه المذنبات.

جاءت البيانات من ملاحظات وايز لعام 2010 لـ 95 مذنباً من عائلة المشتري و 56 مذنباً طويل الأمد.

تعزز النتائج فكرة أن المذنبات التي تمر بجانب الشمس غالبًا ما تكون أصغر من تلك التي تقضي وقتًا أطول بكثير بعيدًا عن الشمس. وذلك لأن مذنبات عائلة المشتري تتعرض لمزيد من الحرارة ، مما يتسبب في تسامي المواد المتطايرة مثل الماء وسحب المواد الأخرى بعيدًا عن سطح المذنب أيضًا.

يوضح هذا الرسم التوضيحي كيف استخدم العلماء البيانات من مركبة الفضاء WISE التابعة لناسا لتحديد أحجام نوى أو نوى المذنبات. طرحوا نموذجًا لكيفية تصرف الغبار والغاز في المذنبات من أجل الحصول على حجم اللب. صورة عبرناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية.

قال العلماء إن وجود عدد أكبر من المذنبات طويلة الأمد أكثر مما كان متوقعًا يشير إلى أن عددًا أكبر منها قد اصطدم بالكواكب ، مما أدى إلى نقل المواد الجليدية من الامتدادات الخارجية للنظام الشمسي.

قالوا إن نتائجهم ستكون مهمة لتقييم احتمالية تأثير المذنبات على كواكب نظامنا الشمسي ، بما في ذلك الأرض. في عام 2013 ، تمت إعادة تسمية مهمة WISEنيوايز. وظيفتها الآن هي دراسة الأجسام القريبة من الأرض (NEOs) ، أي الأجسام التي يمكن أن تصطدم بالأرض.ايمي ماينزرقال مؤلف مشارك لدراسة المذنب ومقره مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، والباحث الرئيسي في مهمة NEOWISE:

تسافر المذنبات أسرع بكثير من الكويكبات ، وبعضها كبير جدًا. ستساعدنا مثل هذه الدراسات في تحديد نوع الخطر الذي قد تشكله المذنبات طويلة المدى.

خلاصة القول: إن المذنبات طويلة الأمد - التي تستغرق مئات أو آلاف أو حتى ملايين السنين لتدور حول شمسنا - غامضة للغاية. استخدم العلماء مؤخرًا بيانات المركبة الفضائية WISE لمعرفة أن المذنبات طويلة المدى أكثر عددًا مما كان متوقعًا ، وأن حجمها يبلغ ضعف حجم مذنبات عائلة المشتري ، والتي تستغرق 20 عامًا أو أقل للدوران حول الشمس.

عبر NASA / JPL-Caltech