نواة المذنب كان 67P هو الأول الذي تمت دراسته عن كثب بواسطة مركبة فضائية دارت حوله واقتربت معه من الشمس وهبطت على سطحه، في مهمة أدت إلى تحسين معرفتنا بالمذنبات.
في 4.8.2004 أغسطس 67، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية المركبة الفضائية روزيتا باتجاه المذنب XNUMXP أو كما سُمي نسبة إلى مستكشفيها الروس تشوريوموف-جيروسينينكو، وهو اسم معقد للغاية ويصعب توجيهه. كما تم إرفاق مركبة هبوط تدعى "فيلة" بالمركبة الفضائية. تم تصميم المركبة الفضائية للدخول في مدار حولها والهبوط عليها. هذه هي المحاولة الأولى من نوعها ومعقدة للغاية. المذنب، مثل العديد من الكويكبات، هو في الواقع جبل طائر ويبلغ حجمه بضعة كيلومترات فقط. على الأجسام الكبيرة مثل الأقمار والكواكب، إذا فاتتك مكان الهبوط، يمكنك الهبوط في مكان آخر - يبلغ قطر الأجسام الكبيرة مئات وآلاف الكيلومترات. لكن في المذنبات، أصغر خطأ يعني خطأ الهدف ككل.
بعد رحلة استغرقت 10 سنوات في 6.8.2014 أغسطس 12.11.2014، دخلت المركبة الفضائية مدارًا حول المذنب، وفي 30.9.2016 نوفمبر XNUMX، تم إطلاق مركبة الهبوط للهبوط. ولم يكن الهبوط ناجحا تماما، على الرغم من أن المركبة تمكنت من نقل عدد من الصور إلى إسرائيل وإجراء عدد من القياسات. وفي XNUMX سبتمبر XNUMX، أنهت المركبة الفضائية مهمتها وتحطمت على سطحها.
ويدور المذنب حول الشمس مرة كل 6.4 سنة. يبلغ طول محيطه الشمسي 850.15 مليون كيلومتر وحضيضه الشمسي 186 مليون كيلومتر، ويدور حول نفسه مرة كل 12.7 ساعة. وأظهرت الصور أن المذنب يتكون من جزأين وليس من الواضح كيفية ارتباطهما ببعضهما البعض. أبعاد الجزء الأصغر 1.8 × 2.3 × 2.6 كم والجزء الأكبر 1.8 × 3.3 × 4.1 كم. حجم المذنب 21.4 كيلومتر مكعب وكثافته 0.53 جرام/سم4.5. ويقدر أن عمر المذنب هو 1 مليار سنة (2). أما عنق المذنب، وهو المكان الذي يتصل فيه شطري المذنب ببعضهما البعض، فهو أكثر سطوعا من بقية سطحه. ويحتمل أن يكون السبب في ذلك اختلاف المواد أو حجم الحبات (٢).
ستؤكد الصور الملاحظات الأرضية التي تم إجراؤها قبل إطلاق المركبة الفضائية، والتي بموجبها لا يعكس المذنب ما يكفي من ضوء الشمس. لا يمكن أن يحدث الانعكاس الكامل لأشعة الشمس إلا عندما يكون السطح مغطى بالكامل بالجليد (3). في الصور يمكنك رؤية الصخور والحفر ومنحدرات الصخور شديدة الانحدار. تكشف الصور الملتقطة بين شهري مايو ويوليو 2015 عن تكوينات مستديرة في الفص الكبير للمذنب في المنطقة المسماة إمحوتب بالقرب من خط الاستواء. توجد في هذه المنطقة صخور كبيرة وسهول ناعمة مغطاة على الأرجح بالرواسب الحبيبية. تمت ملاحظات هذه المنطقة من أغسطس 2014 إلى مايو 2015. ولم تتم ملاحظة أي تغييرات تصل إلى حوالي 10 سم، وفي أحد الأيام لاحظ الباحثون شيئًا جديدًا. بدأ سطح إمحوتب يتغير بشكل كبير واستمر لبعض الوقت. وفي مثل هذا الجسم الصغير يكون التغيير بهذا الحجم مهمًا (4).
المكان الذي هبطت فيه فيلة كانت الأرض فيه صلبة كالجليد (5). تم تحديد إجمالي 19 منطقة متميزة على سطح المذنب. ويمكن تقسيمها إلى 5 مجموعات. المناطق المغطاة بالغبار، والمناطق الهشة المليئة بالحفر والهياكل الدائرية، والمنخفضات الطويلة، والمناطق الملساء، والمناطق الصخرية. ومن المحتمل أن يصل سمك طبقة الغبار إلى عدة أمتار، ويبدو أن هذه المناطق تلعب دورا مهما في عزل الجزء الداخلي من المذنب وحماية الجليد. ومن الممكن أن نلاحظ في أماكن مختلفة بقعاً صغيرة من الجليد يتراوح حجمها بين 25-15 متراً، وأجزاء من جدران الصخور المكشوفة مغطاة بشكل عشوائي بالشقوق ويرتبط أصلها بالتغيرات السريعة في درجات الحرارة بسبب معدل دوران المذنب حول نفسه. والصدع البارز والغريب هو عبارة عن فتحة موازية لعنق المذنب ويبلغ طولها 500 متر، رغم أن سبب تشكلها لا يزال غير واضح تماما. هناك مناطق شديدة الانحدار يصل طولها إلى 3 أمتار. والتي تلقت اسم صرخة الرعب (قشعريرة، المطبات). وأصلهم غير واضح أيضاً (٦).
أما بالنسبة للحبوب فقد تم التمييز بين نوعين. النوع الأول يبلغ قطر الحبيبات عشرات الميكرومترات والنوع الآخر يبلغ قطرها 2 ملم. هذه مختلفة جدا. الحبيبات الصغيرة جداً التي لا يتجاوز حجمها بضعة ميكرومترات وجدت في منطقة حابي في عنق المذنب. تشير الأحجام المختلفة إلى طرق مختلفة للتكوين وأطر زمنية مختلفة مطلوبة لذلك. في منطقة حابي ترتبط الحبيبات الصغيرة بطبقة "الصقيع" الرقيقة بشكل أساسي كجزء من دورة الجليد اليومية لطبقات الحبوب الكبيرة في إمحوتب تاريخ أكثر تعقيدًا. ويبدو أن تكوينها كان أبطأ ويتعلق فقط بالتآكل (7).
وخلص الباحثون إلى أن المذنب مسامي للغاية، مما يضعف روابط كتل الجليد والغبار ويخلق مساحات صغيرة بينهما. ربما يكون لهذا علاقة بالشقوق الظاهرة على السطح (فرضية المؤلف - حاييم مزار). تظهر الشقوق بترتيب عشوائي وفي اتجاهات مختلفة وترتبط بدورات التسخين والتبريد لسطح المذنب سواء بسبب دورانه حول نفسه أو بسبب مداره حول الشمس. على الأرجح أن هذه الظاهرة شائعة أيضًا في المذنبات الأخرى (فرضية المؤلف - حاييم مزار) (6). وفي الفجوة الزمنية بين عامي 2014 عندما ظهر صدع كبير في الرقبة حتى أغسطس 2015، وهو الوقت الذي كان فيه المذنب في الحضيض الشمسي، لوحظ أن الشق الملحوظ في الرقبة امتد لمئات الأمتار ولوحظت شقوق إضافية (8).
خلال عمليات رصد المركبة الفضائية، شوهدت العديد من التيارات النفاثة القادمة من المذنب. تحتوي هذه التيارات النفاثة على غازات وغبار. للوهلة الأولى، يمكنك التمييز بين أنواع مختلفة من التيارات النفاثة. هناك تيارات نفاثة فردية، وهناك تيارات نفاثة تخرج من نقاط مختلفة، تواجه بعضها البعض وتتقاطع مع بعضها البعض (9)، وهناك بعضها واسع (10). وقد لوحظت النفاثات في الرقبة وشوهدت أيضًا وهي تنفجر من الحفر. تلعب الغازات المنبعثة دورًا مهمًا في تحريك الغبار على طول السطح. إنها تخلق تموجات وصخورًا تشبه الكثبان الرملية مع "ذيل الريح". وتعمل الصخور كعوائق طبيعية أمام حركة الغاز (6).
خلال عمليات الرصد التي تمت بين شهري يوليو وسبتمبر 2014، تم قياس النسبة الكمية بين غبار وغاز المذنب لأول مرة وتبين أن كمية الغبار أكبر 4 مرات من كمية الغاز خلال ساعات النهار للمذنب . وتشير التقديرات إلى أن هذه النسبة ستتغير مع اقتراب المذنب من الشمس. لذلك سيتم رفع عدد أكبر من حبيبات الجليد مقارنة بحبيبات الغبار. والشيء الآخر الذي تم قياسه هو حركة حبيبات الغبار حول المذنب. تم تمييز مجموعات من حبيبات الغبار. تنبثق مجموعة واحدة من الأرض وتكون قريبة من المركبة الفضائية والأخرى تحيط بالمذنب على مسافة لا تقل عن 130 كيلومترا منه. وتشير التقديرات إلى أنه مع زيادة نسبة الغاز إلى الغبار، يؤدي التفاعل مع الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية وأشعةها فوق البنفسجية إلى تعميق الغلاف الأيوني للمذنب، وأخيرا إلى الغلاف المغناطيسي (6).
وخلال اقتراب المركبة الفضائية بين 21.7.2014 يوليو 13.7.2015 و68 يوليو 3، تم قياس درجات حرارة المذنب. وتبين أن متوسط درجة الحرارة يبلغ XNUMX درجة مئوية تحت الصفر، وهي درجة حرارة أعلى بكثير مما كان متوقعا إذا كان المذنب مغطى بالكامل بالجليد. (XNUMX).
تختلف المياه الموجودة على المذنب عن تلك المعروفة على الأرض ونسبة الديوتيريوم (أحد نظائر الهيدروجين) تختلف عن تلك المعروفة في عالمنا - فهي أكبر بأكثر من 3 مرات، ولم يتم العثور حتى الآن إلا على مذنب واحد بنفس نسبة الأرض (11). وارتفعت كمية سكب بخار الماء من 0.3 لتر في الثانية بداية يونيو 2014 إلى 1.2 لتر في الثانية نهاية أغسطس 2014. والجزء الأكبر من هذه المياه يأتي من عنق المذنب(6).
ومع اقتراب المركبة الفضائية من المذنب، تم اكتشاف أكثر من 100 قطعة من الجليد يبلغ حجمها عدة أمتار. وبما أن المذنب كان يتحرك باتجاه الشمس في ذلك الوقت، فقد كان واضحا أن هذا الجليد عند اقترابه من الشمس يتبخر وأثناء حمله للحبيبات ويشكل معا هالة المذنب (غيبوبة) والذيل. ومع ذلك، يبقى بعض الغبار على الأرض أثناء التبخر أو يتساقط مرة أخرى على الأرض في مكان آخر ويشكل طبقة رقيقة من المواد المسحوقية ويترك بعض الجليد المكشوف على الأرض. وهذا ما يفسر سبب ظهور هذا المذنب وغيره من المذنبات مظلمة عند مرور المركبات الفضائية بالقرب منها.
حددت الصور الملتقطة في سبتمبر 2014 120 نقطة أكثر سطوعًا بعشر مرات من متوسط سطوع السطح. وتظهر بعض هذه المناطق المضيئة على شكل مجموعات صخرية والبعض الآخر معزول. يبلغ حجم التجمعات المضيئة عشرات الأمتار وتقع في نصف قطر عشرات الأمتار. ومن المحتمل أنها تكونت نتيجة التآكل أو الانهيارات الصخرية التي كشفت المواد الموجودة تحت الطبقة الجليدية. وعلى النقيض من هذه التجمعات، فإن بعض الجثث الفردية توجد في مناطق لا علاقة لها بمحيطها. ومن الواضح أن هذه أجسام تم جلبها من مكان آخر على المذنب أثناء نشاط المذنب، ولكن دون السرعة اللازمة للهروب من جاذبيته. وعلى أية حال فإن المناطق المضيئة التي تتلقى القليل من الطاقة من الشمس هي مثل المناطق المظللة في صخرة ولم يلاحظ أي تغيرات خلال الشهر الذي رصدت فيه. وفي الضوء المرئي تظهر باللون الأزرق مقارنة بالخلفية الحمراء الموجودة في المكونات الأخرى للجليد. أفضل تفسير لذلك هو الماء. خلال هذه المراقبة كان المذنب بعيدا عن الشمس، لذلك كان معدل تبخر الجليد أقل من 10 ملم في الساعة (1).
تشير مجموعة من جميع القياسات المأخوذة من جميع أدوات المركبة الفضائية إلى زيادة في إنتاج المياه من عشرات الآلاف من الأطنان يوميًا عندما اقتربت لأول مرة من المذنب في أغسطس 2014 إلى 100 مليون طن عند الحضيض الشمسي للمذنب في أغسطس 2015. وفي الأشهر التالية الحضيض الشمسي، انخفض إنتاج المياه بشكل حاد (13).
وعلى عكس ما كان يعتقد في "الغلاف الجوي" للمذنب، تم العثور على الأكسجين الجزيئي (O2). وبما أن الأكسجين يميل إلى الاتحاد مع عناصر أخرى، فقد كان يُعتقد أن كل الأكسجين منذ بداية تكوين النظام الشمسي يتحد مع الهيدروجين وينتج عنه تكوين الماء. وفقا لنماذج مختلفة، لا ينبغي أن يبقى الأكسجين في الحالة الجزيئية لفترة طويلة. وتبين أن الأكسجين هو العنصر الرابع الأكثر شيوعا في هالة المذنب بعد الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. يمكن إنشاء الأكسجين الجزيئي في الفضاء من خلال التحليل الإشعاعي. تحدث هذه العملية عندما تقوم الجزيئات النشطة القادمة من الشمس بكسر روابط جليد الماء. أظهرت التجارب أن الهيدروجين يمكن أن يخضع للانتشار تاركًا الأكسجين بدون أي جزيئات. الذي خلق ردود أفعال معه. ويمكن أن تحدث هذه الحركة على المذنبات على الأكثر لعمق عدة أمتار تحت الأرض. وتبين أن نسبة الماء إلى الأكسجين "الجوي" للمذنب ظلت كما هي خلال عمليات رصد المركبة الفضائية. وفي ضوء التجارب التي تمت فيها عمليات الرصد من المركبة الفضائية، فإن الاستنتاج الذي تم التوصل إليه هو أن الأكسجين الجزيئي قد كانت موجودة في المذنب منذ تكوينه. الأسئلة الواضحة هي سؤالان. السؤال الأول هو ما هي الشروط الأساسية للأكسجين الجزيئي لكي تتشكل بلورات الجليد في المذنبات مثل هذا المذنب. والسؤال الثاني هو كيف يظل الأكسجين نقيًا جدًا بمرور الوقت (2).
وتم اكتشاف على سطح المذنب مركبات عضوية تشبه الأحماض الكربوكسيلية، تشبه الأحماض الأمينية التي تتصل ببعضها البعض لتكوين البروتينات. وتشير النتائج إلى وجود جزيئات عضوية في المواد التي تشكل نواة المذنب. يتطلب تكوين هذه المركبات وجود جزيئات متطايرة مثل الميثانول والميثان وثاني أكسيد الكربون والتي لا تتجمد إلا عند درجات حرارة منخفضة للغاية، والخلاصة هي أن هذه الجزيئات تكونت على مسافة بعيدة جدًا عن الشمس في الأيام الأولى لتكوين النظام الشمسي. (15).
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
- وداعا لمركبة الهبوط المذنب، 30 يوليو 2016
- يحتوي مذنب روزيتا على مكونات ضرورية للحياة، 25 يناير 2015
- كاليم تشوريوموف في مقابلة مع موقع العلماء: "أنا سعيد لأن وكالة الفضاء الأوروبية اختارت المذنب الذي شاركت في اكتشافه كهدف للمركبة الفضائية"، 22 نوفمبر 2014
- وساعدت حكمة الحشود في اكتشاف قفزة مركبة الهبوط فيلة ومكان هبوطها الأخير على المذنب، 17 نوفمبر 2014
- مدير ESOC باولو بيري في مقابلة مع الموقع العلمي: روزيتا ليست مهمة فضائية نموذجية، 13 نوفمبر 2014
- وهبطت فيلة على جانبها وفي مكان مظلل لكنها تمكنت من التقاط وبث صور تاريخية لأرض نواة مذنب من السطح؛ الخوف من قدرتها على الاستمرار في العمل عند نفاد البطاريات، 14 نوفمبر 2014
- مدير غرفة التحكم بوكالة الفضاء الأوروبية: تحديث "فيلة على المذنب": يبدو أن المراسي لم تلتصق بالأرض، 12 نوفمبر 2014
מקורות
1. ستيفن كلارك - "روزيتا ترى شكلاً مدهشًا للمذنب الدوار" 17.7.2014
2. "الانطباع السطحي لمذنب روزيتا" 29.7.2914
3. ستيفن كلارك - "مذنب روزيتا المستهدف دافئ للغاية بحيث لا يمكن اعتباره عالمًا جليديًا" 2.8.2014
4. ستيفن كلارك - "سطح مذنب روزيتا يتغير" 19.9.2015
5. ستيفن كلارك - "مذنب فيلة يعثر على كائنات حية" 18.11.2014
6. "التعرف على مذنب روزيتا"23.1.2015
7. "تم تأكيد وجود الجليد المكشوف على مذنب روسيتا على الماء. 14.1.2014
8. كريستوفر كروكيت - "المذنب 67P يتشقق تحت الضغط" 18.10.2016
9. PIA18886: مذنب روزيتا ينشر نفاثاته
10 "نشاط المذنب في أغسطس 2014"
11 ستيفن كلارك - "روزيتا تثير تساؤلات حول كيفية وصول المياه إلى الأرض"11.12.2014
12. "اكتشاف جليد مائي مكشوف على سطح المذنب"24.6.2015
13. "تقيس روزيتا إنتاج الماء في المذنب على مدار عامين"30.9.2016
14 ديبورا ديباريد نتبورن - "العثور على الأكسجين في الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة لمهمة روزيتا...حتى الآن" 27.10.2015
15 ستيفن كلارك - "الاكتشافات من روزيتا وضعت المذنب 67p في بؤرة التركيز" 26.1.2015
