حزام كويبر

157 3 دقائق

2013 أطلس الكون

مور ، السير باتريك مور

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

حزام كويبر

الجزء الخارجي من المنظومة الشمسية مأهول بشكل أكبر مما كان يعتقد قبل عدة عقود، فمثلا هناك عدة توابع لنبتون تشترك مع الكوكب العملاق في المدار، منها خمسة معروفة ولا شك في وجود غيرها، والأهم من ذلك أنه يوجد تجمع من أجسام بحجم الكويكبات تتحرك بعد مدار نبتون وتكون ما يسمى بحزام كويبر نسبة إلى الفلكي الهولندي جيرارد كويبر والذي طرح إمكانية وجودها في عام 1951. يُعد بلوتو أسطع أجسام حزام كويبر (QBI) ولكنه ليس أكبرها حجما.

توجد قلة من الأجسام الصغيرة المعروفة باسم التوتينو تتحرك حول الشمس في مدار أبعد بمسافة كبيرة من مدار نبتون وبرنين مقداره 1:2 أي أن التوتينو يدور حول الشمس مرة واحدة في نفس المدة التي يدور فيها نبتون مرتين حول الشمس .لكن أكثر أعضاء حزام كويبر عددا هي من الأجسام المسماة الكيوبوانوس- وتسمى أحيانا بأجسام حزام كويبر التقليدية – وهي تشمل 20000 فارونا، 50000 كواؤور، 58534 لوجوس، بالإضافة إلى 1992 جسم QBI. و بشكل عام تعتبر مدارات هذه الأجسام ذات لامركزية منخفضة و لا تميل باتجاه المستوى الرئيسي من المنظومة الشمسية، وهي تتحرك في المنطقة الموجودة على بعد 40 إلى 50 وحدة فلكية عن الشمس أي على مسافة 6000 إلى 8000 مليون كيلومتر (380 إلى 500 مليون ميل) و هي مسافة بعيدة بما يكفي لتفادي أي تأثير ملحوظ لنبتون. للمجموعة حدود خارجية واضحة ومحددة بحيث يوجد عدد قليل جدا من أجسام الكيوبوانوس التي تقع في مدى أبعد من 50 وحدة فلكية.

رنين مجموعة البلوتينات له تناسب محدد مع نبتون (3:2) كما أن مداراتها أكثر لا مركزية وميلا من مدارات أجسام الكيوبوانوس، وبعضها – مثل بلوتو نفسه – يتقاطع مع مدار نبتون لكن اختلاف الرنين و الميل يمنع حدوث اصطدام بينها. أجدر البلوتونات بالذكر هي 90482 أوركوس، 28978 أكسيون و 38083 رادامانتوس. ظهرت بعض المعارضة العاطفية عندما أعطي بلوتو رقما كأحد أجسام حزام كويبر (134340) باعتبار ذلك إهانة للكوكب السابق، لكنه على الأقل أصبح يعتبر و بشكل رسمي كوكبا قزما، كما أنه جسم حزام كويبر الوحيد الذي سجلت له علامات سطح محددة. سجل مقراب هابل الفضائي صورا لمناطق ساطعة ورقع أخرى أقل دكنة حيث يبدو أن هناك شريطا استوائيا مظلما وقمما قطبية ساطعة. تم اكتشاف شارون رفيق بلوتو في عام 1977، و محيطه 1210 كيلومتر (750 ميل) بينما محيط بلوتو 2320 كيلومتر (1440 ميل)، ويبدو أن اعتبار الاثنين جسمي حزام كويبر أنسب من اعتبارهما جسما رئيسيا وتابعا، فبلوتو يدور حول نفسه في 6.3 يوم وهذه المسافة هي المسافة المدارية لشارون و بالتالي فالجسمان مغلقان معا بتأثير المد. ولذلك يظهر شارون وكأنه ثابت في السماء لأي مراقب لبلوتو.

الغلاف الجوي لبلوتو رقيق جدا ولكنه ممتد لدرجة غير متوقعة، وسطحه مغطى بثلوج النيتروجين والميثان، وفي الغالب فإن الجزء الخارجي من المدار يتجمد حتى أن الغلاف الجوي يتجمد إلى ما بعد الأوج بفترة، وميل بلوتو المحوري هو 122 درجة، وهو أقرب إلى ميل أورانوس من ميل الأرض و من باب أولى نبتون، ويوجد تابعان آخران لكن عرض كل منهما أقل من 100 كيلومتر (60 ميل).

كان العلماء يظنون أن كلا من بلوتو وشارون كان جزءا من جسم أكبر تكسر نتيجة حدوث اصطدام ما لكن هذه النظرية لا تشرح الاختلاف الكبير بين سطحيهما، كما أن بلوتو أكثف بكثير. ورغم أن الاثنين مكونان من الصخر والجليد فإن نسبة الصخر في بلوتو (%76) أكبر منها في شارون (%45)، بالإضافة إلى ذلك فشارون لا تظهر عليه أية علامات غلاف جوي وهو داكن اللون أما بلوتو فهو يميل إلى الحمرة.

تأتي الأجسام القرصية المتناثرة أبعد من ذلك حيث يقع حضيض كل منها في مسافة أبعد من 35 وحدة فلكية من الشمس (حوالي 5.3 ألف مليون ميل، أو 3.3 ألف مليون ميل)، و بالتالي فتأثير نبتون عليها ليس قويا، ومداراتها غير منتظمة و غير مستقرة، وهي غالبا ذات ميل و لامركزية عالية و يمكنها أن تشرد إلى مسافات بعيدة جدا ، فمثلا: 136199 أيريس ( أكبر ما تم اكتشافه منها حتى الآن) يبتعد إلى مسافات قد تصل إلى 100 وحدة فلكية، وبذلك فهو يصبح في مدى رؤيتنا فقط لجزء من دورته البالغة 557 سنة، و قد تصادف اكتشافه مع اقترابه من الحضيض، واكتشف أنه بالتأكيد أكبر من بلوتو كما أن له تابعا أساسيا وهو ديسنوميا (معظم هذه الأسماء مأخوذة من الأساطير، أيريس و ديسنوميا حسب الأساطير هما من آلهة النزاع). أما 903775 سيدنا والمسمى نسبة إلى إلهة البحر حسب أساطير الاسكيمو هو أشد تطرفا، فدورته تستغرق أكثر من 12000 سنة و عند نقطة أوجهيصل إلى بُعد يبلغ 975 وحدة فلكية. يعتقد العلماء كذلك بوجود سحابة كروية من الأجسام الجليدية على بعد سنة ضوئية واحدة، وكان الفلكي الهولندي جان أورت هو أول من طرح ذلك، وهي موجودة في الغالب رغم أننا لا يمكن أن نراها، ويعتقد بعض الفلكيين أن سيدنا هو لاجئ من سحابة أورت.

قد يكون حزام كويبر نفسه هو الجزء المتبقي من السديم الشمسي الذي تشكلت منه الكواكب، رغم أنه لا يمكننا بعد أن ندعي أننا على معرفة دقيقة ببدايات المنظومة الشمسية، لكنه يبدو من المؤكد أن تنبؤات لويل بوجود الكوكب X كانت مبنية على تقديرات خاطئة لكتلة نبتون، وبالتالي فقد كان ظهور بلوتو في الوقت و المكان المناسبين بمحض الصدفة!