علماء فلك من جامعة تل أبيب يكشفون أصل "أزواج الكويكبات المنفصلة"

كشفت دراسة متعددة السنوات أجريت في مرصد وايز بجامعة تل أبيب، ونشرت نتائجها في مجلة الطبيعة المرموقة في 26 أغسطس، كيف تخضع الكويكبات لعملية انشطار وانفصال بسبب الدوران الذاتي السريع

كشفت دراسة متعددة السنوات أجريت في مرصد وايز بجامعة تل أبيب، ونشرت نتائجها في مجلة الطبيعة المرموقة في 26 أغسطس، كيف تخضع الكويكبات لعملية انشطار وانفصال بسبب الدوران الذاتي السريع. ويثبت البحث، الذي تم إجراؤه كجزء من تعاون دولي، أن الكويكبات، التي كانت تعتبر في السابق "كتلًا صخرية عائمة" في الفضاء، هي في الواقع "أكوام من الحصى" من الحجارة متصلة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية وحدها. وعندما تتكيف هذه الأجسام مع سرعة دوران عالية بما فيه الكفاية، فإنها تنقسم إلى مكونين وينفصلان عن بعضهما البعض لبدء "حياة جديدة" في مدار حول الشمس.

تم اختيار جامعة تل أبيب من قبل وكالة الفضاء الإسرائيلية (ISA) ووزارة العلوم والتكنولوجيا لإنشاء مركز وطني للمعرفة حول الكويكبات القريبة من الأرض. الدراسة الحالية هي جزء من أطروحة الدكتوراه للسيد ديفيد بوليشوك، وهو طالب بحث في قسم الجيوفيزياء وعلوم الكواكب بجامعة تل أبيب ومؤلف مشارك للمقالة المنشورة في مجلة نيتشر. فاز السيد بوليشوك بمنحة إيلان رامون المرموقة لمدة ثلاث سنوات لطلاب الدكتوراه المتميزين في مجال الفضاء، والتي أسستها مؤسسة إيلان رامون ووزارة العلوم والتكنولوجيا.

الدراسة الحالية أجريت في مرصد فلورنسا وجورج إس. تم تنسيق وإدارة مؤتمر وايز، بالشراكة مع 15 مؤسسة و11 مرصدًا حول العالم، من قبل بيتر برافيك من المعهد الفلكي في جمهورية التشيك، وضم أيضًا باحثين من الولايات المتحدة الأمريكية وتشيلي وسلوفاكيا وأوكرانيا وإسبانيا وفرنسا. وتضمن البحث تتبع 35 "زوجًا متباينًا" من الكويكبات، وهما كويكبان يبعدان عن بعضهما ملايين الكيلومترات ولكنهما يشتركان في نفس المدار حول الشمس.

يشرح بوليشوك: "إن مراقبة السطوع المتغير للكويكبات أتاحت لنا دراسة معدل دورانها، وهذه سمة أساسية عند دراسة أصل وطريقة تكوين هذه الأجسام المثيرة للاهتمام".

وأظهرت المجموعة البحثية أن جميع أزواج الكويكبات المنفصلة تحافظ على علاقة خاصة بين الجسم الكبير والصغير، حيث يشكل الجسم الصغير 60% من الجسم الكبير على الأكثر. تتطابق هذه القياسات تمامًا مع تنبؤات النظرية التي طورها البروفيسور دان شيرز في عام 2007 من جامعة كولورادو والمؤلف المشارك للمقالة في مجلة Nature.

وتصف نظرية شيرز تكوين جسم مزدوج عن طريق "الانشطار الدوراني"، عندما ينقسم الكويكب إلى جسمين ينفصلان عن بعضهما بلطف وبسرعة منخفضة نسبيا. بعد "الانشطار الدوراني" يتحرك المكونان في مدار حول بعضهما البعض. "لذلك،" يشرح شيرز، "يسرق المكون الصغير الطاقة الدورانية من المكون الكبير ويتسبب في دوران المكون الكبير ببطء أكثر فأكثر، وزيادة المسافة بينهما. إذا كان المكون الثانوي صغيرًا بدرجة كافية، فهناك طاقة كافية متاحة لفصل الزوج إلى كويكبين مختلفين يدوران حول الشمس في مدار مماثل، ولكن بشكل منفصل.

تم اكتشاف "أزواج منفصلة" من الكويكبات لأول مرة في عام 2008 من قبل ديفيد وكروهوليكي من جامعة تشارلز في براغ والمؤلف المشارك للمقالة في مجلة Nature، لكن عملية تكوينها ظلت مغلقة حتى نشر المقال الحالي.

استخدم علماء الفلك خلال البحث 15 تلسكوبًا حول العالم، حيث تم إجراء معظم عمليات الرصد، أي أكثر من 320 ساعة رصد، بواسطة تلسكوبي مرصد فايس بجامعة تل أبيب: تلسكوب قطره 1 متر، وتلسكوب قطره 0.46 متر. "تشرح هذه الدراسة العلاقة بين الكويكبات التي تدور بسرعة وتفككها إلى شظايا الكويكبات، وتبين أن الكويكبات ليست أجسامًا موحدة، وثابتة، ومتجمدة في الزمن،" يتابع شيرز، "وبدلاً من ذلك يتبين أنها عوالم صغيرة تتطور عبر الزمن" الزمن، وفي بعض الأحيان "تلد" كويكبات أصغر حجمًا تبدأ حياتها الخاصة في مدار حول الشمس."

يقول بوليشوك: "الآن، يبدو أن معظم قطع المجمع تعمل بشكل جيد، فضوء الشمس مسؤول عن تسريع دوران الكويكبات حول محورها، كما لو كانت رياحًا تستجيب للرياح؛ إن البنية الهشة للكويكبات، وهي بنية "كومة الحصى"، هي ما يسمح لقوة الجذب المركزي بالتغلب على قوى الجاذبية الضعيفة وتفتيت الكويكب إلى مكوناته؛ والجميل في الأمر أن هذه العملية تتم في وقت قصير نسبيا، بضعة ملايين من السنين، بحيث يكون هناك وقت كاف لتحدث هذه العملية مرارا وتكرارا وتجعل الكويكبات أصغر حجما وأكثر استدارة.

وينضم هذا الاكتشاف إلى الاهتمام "الساخن" بالكويكبات هذا العام. وفي يونيو الماضي، عادت المركبة الفضائية يابوسا إلى الأرض بعد رحلة استغرقت سبع سنوات في الفضاء ومعها جزيئات من كويكب إيتوكاوا الذي هبطت عليه؛ اكتشف تلسكوب الفضاء الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء (WISE) التابع لناسا عشرات الآلاف من الكويكبات الجديدة وغير المعروفة؛ إلى ذلك، أعلن الرئيس الأمريكي رؤيته في مجال أبحاث النظام الشمسي والتي تتضمن هبوط رواد الفضاء على كويكب قريب من الأرض. وتكشف الدراسة، التي نشرت اليوم في مجلة Nature، شيئًا عن البنية الهشة للكويكبات، وهي ضرورية في التخطيط لمثل هذه المهمة الفضائية.

يقول شيرز: "الكويكبات مهمة في فهم الحياة على الأرض". ويستهدف حفرة في شبه جزيرة يوكاتان، والتي، حسب الرأي الشعبي، تكونت نتيجة اصطدام كويكب قبل حوالي 65 مليون سنة وتسببت في انقراض الديناصورات وغيرها من الكائنات، وإعادة توجيه تطور الكائنات الحية. الحياة على الارض. كما وجد أن بعض الكويكبات تحتوي على أحماض أمينية - وهي اللبنات الأساسية للحياة - مما دفع العلماء إلى التكهن بأن الحياة على الأرض، أو بعضها، جاءت من الفضاء على أحد الكويكبات.