كوميت تيمبل 1 والبعثة ديب إندبكت
ديب إندبكت
31 أغسطس 2005
في الرابع من يوليو الماضي، أُعلِن أن المسبار "ديب إندبكت" قد أطلق وحدة كتلتها 410 كيلوغرام من النحاس، والتي دخلت في اصطدام مع كوميت تيمبل 1، التي اكتشفها عالم الفلك المارسي إ. و. تيمبل بالعين المجردة في أبريل 1867.
الجسم يملك دورة مدتها 5.5 سنة، ويدور بين المريخ والمشتري. ويُقدَّر أن أقصى حجم له هو 6 كيلومترات. ولذلك أطلقت ناسا مسبارًا، بهدف محاولة اكتساب مزيد من المعرفة حول التركيب والبنية الداخلية للكواكب المذنبة، عن طريق إرسال جسم يصطدم بأحد هذه الكواكب.
إليك مداراتها:
مدار كوميت تيمبل 1 بين مداري المريخ والمشتري. لاحظ، عند أقرب نقطة إلى الشمس، عدم دائرية مدار عطارد، وهي مميزة جدًا. في الأعلى، على المدار البني، الموقع الذي كانت تتخذه الكوميت عند إطلاق المسبار. المدار الدائري الأزرق هو مدار الأرض. في الأعلى، الموقع الذي كانت تتخذه الأرض عند إطلاق المسبار. بعد ستة أشهر (نصف مدار أرضي)، يحدث الاصطدام. قس المسافات المنحنية التي قطعتها الكوميت والمسار المداري للمسبار خلال نفس الفترة الزمنية. تتحرك الكوميت أسرع.
معلومة دقيقة حول مسار الاصطدام. في العنوان:
http://deepimpact.umd.edu/amateur/where_is.shtml
ستجد تجسيدًا جميلًا جدًا.
ستجد أولًا زريتين، تسمح لك بتغيير "نقطة الرؤية". وستلاحظ أن مدار الكوميت منحني نسبيًا بالنسبة لمستوى المدار الشمسي.
وهذا ما سمح لها بالنجاة. هناك أنواع مختلفة من الكواكب المذنبة. بعضها، تُعرف بـ"غير الدورية"، تُجري رحلة واحدة فقط داخل نظامنا الشمسي، ثم تختفي دون أثر. في الواقع، نعرف قليلًا جدًا عن البنية الداخلية لهذا "الضباب الكبير"، أو هذا المخزن من الكواكب المذنبة الذي يُفترض أنه موجود بعيدًا جدًا خارج نظامنا الشمسي. ما هي أصله؟ عندما كان النظام الشمسي في مرحلته المبكرة، تشكلت الكواكب. وفي تلك الفترة، دخلت عدة آليات في العمل. أبسطها فهمًا هو "الإكليل"، أي الاصطدام المباشر بين جسم صغير وآخر كبير، حيث يُدمج الجسم الصغير في كتلة الجسم الكبير. والآلية الثانية هي "التأثير المُنَفِّذ" (الجاذبية المُنَفِّذة). من الناحية الرياضية، يُسمى ذلك "مُقابلة" (كلمة إنجليزية مستعارة من النظرية الحركية للغازات: encounter). النظام الشمسي الأولي كان "مُتَصادمًا". تميل هذه الاصطدامات إلى إنتاج توزيع لسرعات يشبه توزيع ماكسويل-بولتزمان لكل المجموعات السكانية. إنها نظام "متعدد السكان". هناك اتجاه نحو التوازن الديناميكي الحراري لكل مجموعة. عندما يكون لدينا خليط من غازين في حالة توازن ديناميكي حراري (مثل البلازما التي تُشكّل الشمس)، تكون الطاقات الحركية المتوسطة للمجموعات المختلفة متساوية. وتكون هذه الطاقات متناسبة مع نسب الكتل. خذ بلازما هيدروجين. الإلكترونات أخف بـ1850 مرة من نوى الهيدروجين. وبالتالي تكون سرعة الاهتزاز الحراري للإلكترونات أعلى بـ√1850 مرة من سرعة أيونات الهيدروجين، أي بـ43 مرة.
يُميل الخليط المكوّن من "أجسام ثقيلة" و"أجسام خفيفة" إلى تسريع الأجسام الخفيفة (مثل "الكتل البخارية الملوثة" أو "الجليد الملوث" التي ستصبح الكواكب المذنبة الأولية). وبالتالي، أخرج النظام الشمسي عددًا هائلاً من الأجسام الصغيرة. بعضها، بعد اكتسابه سرعة الهروب بالنسبة للشمس، ذهبت إلى الفضاء بين النجوم. والبعض الآخر بقي في "ضواحينا الكبرى". وبما أن هذه "المقابلات" تؤثر في كلا الاتجاهين (لكنها، بشكل عام، تسرع الأجسام الصغيرة)، هناك "تأثير جاذبية سلبي" يُملأ توزيع ماكسويل-بولتزمان بسرعات منخفضة. وبالتالي، تم تقليل سرعة العديد من الأجسام الصغيرة، وربما سقطت على الشمس، أو على كواكب صخرية مثل كوكبنا، مكونةً بذلك كتلًا محيطية.
تيمبل 1 كوميت بقدر متوسط. فقد اكتسبت سرعة مشابهة لسرعة الكواكب. ولكنها حظيت أيضًا بالحظ بأن وُضعت على مدار منحني، مما يقلل من احتمالات مواجهاتها السيئة مع الكواكب، التي تكون جميعها أثقل منها، وستُحدث بالتأكيد تغييرًا في مدارها. وقد تغير مدارها قليلاً منذ اكتشافها. انظر إلى التاريخ، بفضل جوجل. لماذا تُطلق غازات أقل من كوميت هالي؟ سؤال جيد. نعرف قليلًا جدًا عن هذه الظاهرة، تمامًا كما نعرف قليلًا عن البنية الداخلية للكواكب المذنبة.
في الواقع، كوكبنا أيضًا يُطلق غازات، ويُسمى هذا الظاهرة "البراكين". نعلم أن التأثير المدّي يُعززها (فعل المشتري على أيو، أول قمر يُعاني من تأثيرات مكثفة). إذا استجابت أيو بدرجة عالية لوجود جارها القريب، فهذا لأنها تدور حول نفسها. لو كانت متزامنة مع الكوكب العملاق، لما حدث هذا البركان الشديد. بالإضافة إلى أن أيو قريبة جدًا من المشتري.
ربما ترتبط نشاطات الكواكب المذنبة في إطلاق الغازات بدورانها حول نفسها. كوميت يدور حول نفسه هو كوميت سيكون أكثر حساسية لتأثيرات المدّ الناتجة عن قرب الكواكب. ونلاحظ أن الكواكب المذنبة تطلق غازات عندما تدخل داخل مدار المشتري. هل لأنها تتلقى إشعاعًا شمسيًا أكثر؟ نعم، إذا كان إطلاق الغاز مجرد تبخر سطحي. لا، إذا كانت هذه الانفجارات ناتجة عن أعماقها. ولكن عندما ننظر إلى الصور التي التقطها مسبار جيوتو أثناء اقترابه من هالي، نرى بوضوح وجود مصادر انفجارية. وبالتالي، قد يكون استئناف نشاط كوميت يدخل النظام الشمسي مرتبطًا بتحريك داخلي ناتج عن تأثيرات المدّ، شديد إذا كان الكوميت يدور حول نفسه. هل قُسِّمت هذه الفترات الدورانية؟
من هذا المنظور، تيمبل 1 كائن نسبيًا غير نشط لأنها تدور ببطء حول نفسها، وبالتالي فهي أقل حساسية لهذا التأثير المُحَرِّك الناتج عن المدّ، الذي يُحفّز اندفاعات من مختلف الأنواع (بركانية على أيو، وإطلاق غاز على الكواكب المذنبة). اسأل براهيك ما رأيه. فلك الكواكب يُفترض أنه مجاله.
يمكنك تحديد موقع الأجسام المختلفة حسب رغبتك. إليك أولًا كوميت تيمبل 1 في التقارب، بعد وضع المسبار ديب إندبكت في المدار. لاحظ في هذه الأثناء تاريخ الاصطدام: 4 يوليو. يحب الأمريكيون أن يُعلِّقوا إنجازاتهم الفضائية بهذا التاريخ، ويُظهروا كيف يسيطرون بدقة على مسار مسبارهم. هذا التاريخ يوافق ذكرى ثورتهم، وليس مجرد صدفة.
النظر المُنتِب في التمثيل يُظهر بوضوح أن تيمبل 1 تدور أسرع من المسبار، وتمسك به. في الواقع، هي التي تصطدم بالمسبار، وليس العكس. لكن هذا لا يهم. الصورة التالية، مرّ شهرين. الكوميت على وشك الاصطدام بالمسبار، أو على الأقل بالجسم الذي سيُنفصل عنها لتحقيق هذا الاصطدام.
إليك الكوميت، الصورة التقطت قبل 5 دقائق من الاصطدام:
الكوميت. صورة التقطت قبل 5 دقائق من الاصطدام.
المسبار والوحدة الاصطدامية
واحد...