الكواكب القزمة

الكوكب القزم هو اي جرم سماوي داخل المجموعة الشمسية والذي تنطبق عليه الشروط الثلاث التالية:

1. الجرم يدور حول الشمس.
2. الجرم يمتلك كتلة كافية تساعده للوصول الى شكل كروي او شبه كروي.
3. الجرم يشترك في مداره مع اجرام اخرى تعادل كتلته او تتعداها.

وقد تم اعلان التعريف الرسمي للكواكب القزمة في اجتماع الاتحاد الفلكي العالمي (IAU) والذي انعقد في عام 2006 وبهذا انسدل الستار عن قضية تعريف الكواكب والتي شغلت علماء القرن الحادي والعشرين. ولم تكن هناك اي حاجة لتعريف الكواكب تعريفا دقيقا قديما حيث ان جميع الكواكب المعروفة من عطارد الى نبتون تم اكتشافهم قبل القرن العشرين.

وفي عام 1930 تم اكتشاف بلوتو وتم تصنيفه ككوكب وبهذا زاد العدد الى تسعة. ولكن مع نهاية القرن العشرين وباستخدام مراصد ومعدات فائقة الدقة ، اكتشف العلماء ان المنطقة المحيطة ببلوتو ممتلئة بأجسام تسمى بـ "الاجرام البعدنبتونية" اي اجرام المجموعة الشمسية الأبعد من نبتون (Trans-Neptunian Objects) وهي قريبة من بلوتو بالكتلة والحجم ، وهنا بدأ يفقد بلوتو هويته ككوكب حيث انه لا يختلف كثيرا عن الاجرام البعدنبتونية بل وأنه يشترك معهم في الكثير من الصفات واهمها انحناء مداره والذي يبلغ 17.1̊ من دائرة البروج.


الأجرام البعدنبتونية


وتوقع العلماء ان المزيد من الكواكب المقاربة لبلوتو سوف يتم اكتشافها بعد مرور الوقت ، وبالفعل تم هذا حيث اكتشف العالم مايك براون الجرم ايريس في عام 2003 وتم تحديد قطره الذي يبلغ 2400 كم وهو اكبر بقليل من بلوتو والذي يبلغ قطره 2306 كم ، ولهذا فإن ايريس يستحق لقب كوكب مثل بلوتو.

وكان ايريس هو كل ما احتاجه العلماء لإنهاء الجدل حول تعريف الكواكب حيث تم تقسيم الكواكب الى مجموعتين:

كواكب كلاسيكية وعددها ثمانية: عطارد ، الزهرة ، الأرض ، المريخ ، المشتري ، زحل ، اورانوس ، نبتون.
كواكب قزمة وعددها ثلاثة: سيريس ، بلوتو ، ايريس.

وينبطق الشرطان 1 و 2 على الكواكب الكلاسيكية ، فهي تدور حول الشمس وتتمتع بشكل كروي ، ولكن بعكس الكواكب القزمة ، فإن الكواكب الكلاسيكية لا يتداخل مدارها مع مدار اي جسم آخر قريب منها بالكتلة او الحجم. اي ان الكوكب الكلاسيكي هو مركز الثقل الوحيد في مداره حول الشمس. ولو طرحنا نبتون وبلوتو على سبيل المثال ، فهما جرمان يتداخل مدارهما مع الآخر فتارة يكون نبتون هو الاقرب للشمس وتارة اخرى يكون بلوتو هو الاقرب للشمس. ففي هذا المثال يكون نبتون العملاق هو مركز الثقل لما يمتلك من كتلة وحجم تضاعف مثيلها في بلوتو ، وعلى هذا فإن نبتون يصنف ككوكب كلاسيكي بينما بلوتو ككوكب قزم.

سيريس Ceres

سيريس
يعد سيريس اصغر الكواكب القزمة في المجموعة الشمسية والكوكب الوحيد في حزام الكويكبات. تم اكتشافه في الاول من يناير عام 1801 من قبل القس جويسيبه بيازا وتم تسمية الجرم على الاله الروماني سيريس ، اله الحصاد والنمو. يبلغ قطر سيريس 950 كم اي انه اكبر الاجرام في حزام الكويكبات والذي يقع بين كوكبا المريخ والمشتري.

تم اطلاق لقب كوكب على سيريس في وقت اكتشافه ، ولكن بعد مرور عدة عقود ، قرر العلماء تسميته بكويكب حيث انه يقع في حزام الكويكبات. وقد ظلت هذه التسمية لمدة 150 سنة حتى تم اعادة تصنيف سيريس الى كوكب قزم في عام 2006.

في اعلى تألقه ، يصل قدر سيريس المرئي الى 6.7 اي انه اخفت من حد الرؤيا البصري للعين المجردة والبالغ 6 ، ويستطيع الاشخاص الذين يتمتعون بقوة بصرية عالية ان يرصدوا سيريس بالعين المجردة تحت ظروف جوية مناسبة. تبلغ اعلى درجة حرارة للسطح -38 درجة مئوية عند الحضيض (اقرب نقطة للشمس). وكتلة سيريس البالغة 9.5×〖10〗^25 كجم تمثل ثلث الكتلة الكلية لحزام الكويكبات ، والكتلة الكلية لا تتعدى 4% من كتلة القمر. تشير الارصاد الى ان سرييس يتمتع بغلاف جوي ضعيف ودرجة حرارة دافئة نسبيا.

يجدر بالذكر ان العلماء قاموا ببناء نماذج لتركيب سيريس الداخلي باستخدام حزم برامج عالية الدقة. وبالاعتماد على نتائج الرصد المتعددة لسيريس استنتج العلماء وجود نواة صخرية من السليكون مغطاة بطبقة سميكة من ثلج الماء والامونيا. ويتراوح سمك هذه الطبقة من 60 كم الى 120 كم اي انها قد تحتوي على ما يقارب من 200 مليون كليومتر مكعب من الماء ، وهي كمية اعلى من مجموع كل الماء العذب على الارض.

في عام 2005 ، قما فريق من العلماء باستخدام التلسكوب هابل لاجراء عدة ارصاد للتعرف على طبيعة التضاريس الطبيعية للكوكب ، ووجدوا ان سيريس يفتقر الى التضاريس المعتادة في الاجرام المشابه له حيث ان السطح خالي تقريبا من الفوهات والجبال والمرتفعات ، وهذا ما أثار عجب العلماء حيث ان سيريس يقع في حزام الكويكبات المكتظ بالصخور والغبار. ويرجع سبب انعدام تضاريس الفوهات العنيفة الى التغيرات التي تطرأ على طبقة الثلج السطحية حيث تختفي آثار الارتطامات على السطح بعد مرور الزمن ، وهي عملية تشابه عوامل التعرية الطبيعية على الأرض.

يدور سيريس حول الشمس كل 4.6 سنة فهو ابعد من المريخ والذي تبلغ سنته 1.8 من سنوات الارض ، ولكنه اقرب من المشتري والذي تبلغ طول سنته 11.8 سنة.

قامت ناسا باطلاق مهمة داون (Dawn) في عام 2007 لاستكشاف الكويكب فيستا-4 في عام 2011 قبل الوصول الى سيريس في عام 2015. وسوف يقترب مسبار داون من سيريس حتى يصل الى بعد 750 كيلومتر ويبدأ بتصوير الكوكب القزم في الاشعة المرئية والتحتحمرائية بالاضافة الى تحليل اطياف الكوكب لاستنتاج وفرة المعادن والمركبات عليه.


مسبار داون


بلوتو Pluto

بلوتو هو ثاني اكبر الكواكب القزمة (بعد ايريس) وعاشر اكبر الاجرام التي تدور حول الشمس. يعد بلوتو اكبر الاجرام في منطقة تسمى بحزام كيوبير وهي المنطقة الشاسعة بين مدار نبتون وسحابة اورت. وكمثل الاجرام المتعددة في حزام كيوبر ، فإن بلوتو يتكون من نواة صخرية مغطى بالثلوج ولا تتعدى كتلته خمس كتلة القمر. يدور بلوتو في مدار اهليجي حاد بعكس المدارات الشبه الدائرية للكواكب ، وهذا يجعل مدار بلوتو يتداخل مع مدار نبتون فيصبح نبتون هو الابعد ولمدة عشرين سنة. ثم بعدها يصبح بلوتو هو الابعد لمدة 228 سنة. يقترب بعد ذلك ويدخل في مدار نبتون لمدة عشرين سنة اخرى. يبتعد بلوتو عندما يكون في ابعد نقطة عن الشمس بمقدار 7.4 مليار كيلومتر وتكون المسافة في اقرب نقطة 4.4 مليار كيلومتر.

يبلغ قدر بلوتو المرئي 15.1 اي انه اخفت من البدر بسبعين مليار مرة ويحتاج الراصد الى منظار كبير لرصد الكوكب في الظروف الجوية المناسبة. عندما يكون بلوتو في الحضيض (أي أقرب نقطة من الشمس) تهطل الثلوج على سطحه ويتكون جوه من النيتروجوين بنسبة 98% ومزيج من الميثان وأول أكسيد الكربون ، والضغط الجوي خفيف ويعادل أقل من مائة ألف مرة من الضغط الجوي للأرض كما أن معدل درجة الحرارة – 230 درجة تحت الصفر المئوية نظرا لبعده الشاسع عن الشمس.
يدور بلوتو حول نفسه كل 6 أيام و 9 ساعات و17 دقيقة دورة كاملة وتعتبر هذه الدورة طول يومه ، أما سنته فهي 248 سنة ، أي أنة يدور حول الشمس دورة كاملة المدة وبما أن بلوتو قد اكتشف عام 1930 ، لذا فإنه سيكمل أول دورة له عام 2178 , ويميل محور بلوتو على سطح مدارة بمقدار 122 درجة وهذا يشبه الميل بمقدار 32 درجة ويؤدي الى حدوث فصول اربعة ، ولذلك فإننا نشاهد مناطقه الاستوائية غامقة والقطبية أكثر وضوحا .

تتكون الطبيقه الداخلية أو النواة لكوكب بلوتو من مواد صخرية وجليد الماء مما يجعل كثافته أعلى من 2 جم/سم³ (الماء = 1 جم/سم³) وهي (أي نواة) تعادل ¾ كتلته ، أما الباقي وهي الطبقة المحيطة بالنواة فهي مزيج من الغازات المتجمدة مثل النيتروجين والميثان والجليد الماء وأعبى الطبقات هي الطبقة السطحية ,وتتميز باحتوائها على غاز الميثان المتجمد .


مسبار الافق الجديدة
يمتلك بلوتو ثلاثة اقمار في طليعتها القمر كارون (Charon) والذي اكتشف عام 1978 على يد العالم الفلكي جيمس كريستي. إن القمر لشدة قربة من الكوكب يبدو وكأنة لاصق بكوكبه ومن تكرار الرصد تبين أنة يدور حول بلوتو دورة كاملة كل 6.4 يوم (أي 6 أيام و9 ساعات و36دقيقة ) وقد أسماه مكتشفة كارون نسبة إلى اسم نهر كان معتبرا في الأساطير اليونانية القديمة. يبلغ قطر كارون 1212 كيلومتر ، ويبلغ قطر مدارة حوالي 20 ألف كيلومتر , أي أنه يدور حول كوكبه على بعد عشرة آلاف كيلومتر وفوق خط استوائه ويميل محورة مقدار 122 درجة .

وتم اكشاف القمرين نيكس (Nix) و هيدرا (Hydra) في عام 2005 ولا يتعدى قطر كل منهم 50 كيلومتر. يبلغ قطر مدار نيكس 48 الف كيلومتر وهو يكمل دورة كاملة حول بلوتو في غضون 24.8 ايام ، بينما يبلغ قطر مدار هيدرا 67 الف كيلومتر ويكمل دورة كاملة في 38.2 ايام.

اطلقت ناسا في التاسع عشر من يناير عام 2006 مركبة الافق الجديدة (New Horizons) بهدف استكشاف بلوتو واقماره. ومن المخطط ان تصل المركبة الى بلوتو في الرابع عشر من يوليو عام 2015 لتبدأ بالاقتراب من بلوتو حتى تكون على بعد 10 الاف كيلومتر لالتقاط صور عالية الدقة ولتحليل الطبيعة الجيوفزيائية لبلوتو وأقماره وبعض الاجسام البعدنبتونية المتناثرة في حزام كيوبر علما بأن المركبة تحمل على مطنها ستة معدات علمية مختلفة.

ايريس Eris

ايريس وديسنوميا
الكوكب القزم ايريس والذي كان يطلق عليه سابقا رمز 2003 UB313 هو اكبر الكواكب القزمة وتاسع اكبر جرم يدور حول الشمس. يبلغ قطره ما بين 2,400 و 3,000 كيلومتر وكتلته اعلى من بلوتو بنسبة 27%. تم اكتشاف ايريس في عام 2003 عبر فريق العالم مايك براون في مرصد جبل بالومار في الولايات المتحدة الامريكية ، وقد صنف حينها ضمن قائمة الاجرام البعدنبتونية والتي تسبح في حزام كيبوبر مع الآلاف من الاجرام الاخرى. وقد كان ايريس احد الاسباب الرئيسية التي ادت الى تبني التعريف الجديد للكواكب من قبل الاتحاد الفلكي العالمي في قرارهم التاريخي عام 2006.

وتم اطلاق اسم ايريس تيمنا بالاله اليوناني للصراع. يكمل ايريس دورة واحدة حول الشمس كل 557 سنة ويبعد عن الشمس مسافة 10 مليارات كيلومتر في المتوسط بينما يصل بعده الى 14.6 مليار كيلومتر في الأوج و5.6 مليار كيلومتر في الحضيض.

بعد اكتشاف ايريس ، قام فريق من الباحثين باستخدام منظار جميني الشمالى والذي تلبغ قطر مرآته 8 متر لدراسة الكوكب عبر تحليل الاطياف المنبعثة منه ، ووجدوا انه يشابه بلوتو في تركيبه حيث تتواجد كميات من جليد الميثان على سطحه. بسبب بعد ايريس عن الشمس ومداره الاهليجي الحاد ، فإن حرارة سطحه تتذبذب ما بين -247 و-217 درجة مئوية.

ولكن بالرغم من بعد ايريس عن الشمس ، الا أن اقترابه منها يزيد درجة حرارة الميثان المتجمد على السطح مما يؤدي الى تحول بعض الجليد الى الحالة الغازية دون المرور بمرحلة السيولة.

لايريس قمر واحد تم اكتشافه عام 2005 ويطلق عليه اسم ديسنوميا (Dysnomia). وتم الاكتشاف عن طريق استخدام تكنولوجيا البصريات المتأقلمة (Adaptive Optics) في منظار كيك في هاواي. يقدر قطر ديسنوميا بمائة وخمسين كيلومتر فقط وهو اخفت من سيريس بمقدار ستين مرة. يدور القمر حول كوكبه كل 15.7 يوم على بعد مسافة قدرها 37 الف كم.