الثبات ـ منوعات

التقط علماء الفلك صورا لأكبر 42 جسما في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري، بما في ذلك بعض الأجسام ذات الأشكال والهياكل غير العادية.

وباستخدام التلسكوب الكبير جدا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO's VLT) في تشيلي، التقط الفريق أكثر الصور دقة على الإطلاق لمجموعة كبيرة من الصخور الفضائية.

ووضعوا 42 كويكبا لأن هذا هو الجواب على السؤال المطلق حول "الحياة والكون وكل شيء" في دليل Hitchhikers Guide to the Galaxy لـ دوغلاس آدمز.

وتكشف الملاحظات عن مجموعة واسعة من الأشكال الغريبة، من Ceres شبه المتناظر إلى شكل عظم الكلب "كليوباترا" وأقماره.

ويقول الفريق الذي يقف وراء الدراسة الجديدة، بقيادة مختبرات d'Astrophysique دي مارسيليا في فرنسا، إنها تساعد علماء الفلك على تتبع أصول كويكبات النظام الشمسي.

وقال الباحثون إن الصور التفصيلية لهذه الأجسام الـ 42، هي قفزة إلى الأمام في استكشاف الكويكبات، والتي أصبحت ممكنة بفضل التلسكوبات الأرضية، و"تساهم في الإجابة عن السؤال النهائي عن الحياة والكون وكل شيء".

وقال المعد الرئيسي للدراسة، بيير فيرنازا: "صُوّرت ثلاثة فقط من الكويكبات الكبيرة ذات الحزام الرئيسي، Ceres وVesta وLutetia، بمستوى عال من التفاصيل حتى الآن".

وصُوّرت هذه الأجسام بعد زيارتها من قبل بعثة الفضاء Dawn التابعة لناسا ومهمة روزيتا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.

وقال فيرنازا: "قدمت ملاحظات ESO صورا حادة للعديد من الأهداف، 42 في المجموع".

ويعني العدد الصغير سابقا من الملاحظات التفصيلية للكويكبات أن الخصائص الرئيسية، مثل شكلها ثلاثي الأبعاد أو كثافتها، ظلت غير معروفة إلى حد كبير.

وبين عامي 2017 و2019، شرع فيرنازا وفريقه في سد هذه الفجوة من خلال إجراء مسح شامل للأجسام الرئيسية في حزام الكويكبات.

ويبلغ قطر معظمها أكثر من 62 ميلا (100 كم) في القطر، بما في ذلك بعض الأجسام، مثل Ceres، التي يبلغ طولها 586 ميلا (940 كم).

وتوجد لديهم الآن صور مفصلة لكل جسم تقريبا في حزام كويكب يزيد قطره عن 124 ميلا (200 كيلومتر)، مع وجود ثلاثة فقط "كويكبات رئيسية" متبقية للتصوير.

ويشمل أصغر كويكبين رُصدا باستخدام كاشفات الطول الموجي المرئية على VLT، كل من Urania وAusonia، قطر كل منها حوالي 56 ميلا (90 كم) فقط.

ومن خلال إعادة بناء أشكال الأجسام، أدرك الفريق أن الكويكبات المرصودة مقسمة أساسا إلى فئتين، بعضها كروي تماما تقريبا، مثل Hygiea وCeres، في حين أن البعض الآخر له شكل أكثر غرابة و"استطالة" - ملكتها بلا منازع الكويكب "كليوباترا".

ومن خلال الجمع بين أشكال الكويكبات ومعلومات عن كتلها، وجد الفريق أن الكثافات تتغير بشكل كبير عبر العينة.

وتبلغ كثافة الكويكبات الأربعة الأقل كثافة التي دُرست، بما في ذلك Lamberta وSylvia، حوالي 1.3 غرام لكل سنتيمتر مكعب - تقريبا كثافة الفحم.

وقال المعد المشارك جوزيف هانوش، من جامعة تشارلز في براغ: "توفر ملاحظاتنا دعما قويا للهجرة الكبيرة لهذه الأجسام منذ تكوينها".

وباختصار، لا يمكن فهم هذا التنوع الهائل في تكوينها إلا إذا نشأت الأجسام عبر مناطق مختلفة في النظام الشمسي.

وعلى وجه الخصوص، تدعم النتائج النظرية القائلة بأن أقل الكويكبات كثافة تشكلت في المناطق النائية خارج مدار نبتون وهاجرت إلى الداخل.

وأصبحت هذه النتائج ممكنة بفضل حساسية أداة البحث عن الكواكب الخارجية عالية التباين (SPHERE) على VLT.

وقال المعد المشارك، لوران جوردا: "مع تحسين قدرات SPHERE، إلى جانب حقيقة أنه لم يكن معروفا سوى القليل فيما يتعلق بشكل أكبر كويكبات الحزام الرئيسي، فقد تمكنا من إحراز تقدم كبير في هذا المجال".

وسيتمكن علماء الفلك من تصوير الكويكبات بتفاصيل دقيقة باستخدام التلسكوب الكبير للغاية (ELT) التابع لـ ESO، وهو قيد الإنشاء حاليا في تشيلي ومن المقرر أن يبدأ عملياته في وقت لاحق من هذا العقد.

وستسمح ملاحظات ELT لكويكبات الحزام الرئيسي بدراسة الأجسام التي يصل قطرها من 35 إلى 80 كيلومترا، اعتمادا على موقعها في الحزام. وسيسمح امتلاك أداة تشبه SPHERE في ELT بتصوير عينة مماثلة من الأجسام في حزام كويبر البعيد. وهذا يعني أننا سنكون قادرين على وصف التاريخ الجيولوجي لعينة أكبر بكثير من الأجسام الصغيرة من الأرض.

وقُدّم هذا البحث في ورقة للنشر في علم الفلك والفيزياء الفلكية.