الفلك

هل يوجد أي مصدر بيانات لمحاور دوران الأجسام في النظام الشمسي؟

هل يوجد أي مصدر بيانات لمحاور دوران الأجسام في النظام الشمسي؟

لقد وجدت العديد من إحداثيات الصعود والانحدار الصحيحين لأقطاب الأجسام في النظام الشمسي ، ولكن يبدو أنه لا يوجد مصدر شامل يمكن اكتشافه بسهولة باستخدام Google وما إلى ذلك يحتوي على أي شيء آخر غير تلك الخاصة بالكواكب وحفنة من الأجسام الأخرى.

الأهم من ذلك أنني أفتقدهم للقمر ، لكني أحبهم لجميع الأقمار الصناعية العادية وأي أجسام أخرى إن أمكن.


تحتوي ويكيبيديا على طاولة لطيفة موجودة هنا وهنا. ربما تكون هناك فائدة أخرى هي قائمة المراجع المرتبطة بهذه الجداول. يوجد أيضًا رسم توضيحي لطيف يوضح محاور الدوران للكواكب الأخرى الموضحة هنا.


إن جمع المعلومات المطلوبة والإبلاغ عنها هي مهمة مجموعة عمل IAU المعنية بإحداثيات رسم الخرائط وعناصر التناوب. يصدرون تقارير كل بضع سنوات ؛ كان أحدث تقرير في عام 2009. التقرير متاح حاليًا على الموقع usno.navy.mil و astrogeology.usgs.gov وفي أي مكان آخر. يوفر الجدول 1 بيانات عن الشمس والكواكب (بما في ذلك بلوتو) ، والجدول 2 للأقمار الصناعية ، والجدول 3 لأجسام النظام الشمسي الأخرى.

يسأل السؤال بالتحديد عن القمر. إن اتجاه القمر معقد بشكل بشع. لن أبدأ حتى في تكرار التعبير الوارد في الجدول 2 من التقرير المذكور. يتناول التقرير على وجه التحديد اتجاه القمر ، معترفًا بأن التعبير الوارد في الجدول 2 تقريبي. أفضل مصدر هو التقويم الفلكي مثل التنمية الفلكية لمختبر الدفع النفاث. هذه البيانات متوفرة في شكل نواة سبايس.

مراجع:

ارشينال ، برنت ألين ، وآخرون. "تقرير فريق عمل IAU المعني بإحداثيات رسم الخرائط وعناصر التناوب: 2009." الميكانيكا السماوية وعلم الفلك الديناميكي 109.2 (2011): 101-135. DOI 10.1007 / s10569-010-9320-4


أوصاف أنظمة الإحداثيات في STK

التعريفات لأنظمة الإحداثيات التالية صالحة لجميع الهيئات المركزية ما لم يذكر خلاف ذلك.

لتوسيع كافة الموضوعات ، انقر فوق /> في شريط أدوات التعليمات. لطي كل المواضيع ، انقر فوق /> مرة أخرى.

الإطار المرجعي السماوي الدولي. يتم تعريف محاور ICRF على أنها محاور بالقصور الذاتي (أي محاور غير دوارة حركيًا) مرتبطة بإطار النسبية العامة المتمركز في مركز ثقل النظام الشمسي (غالبًا ما يطلق عليه BCRF). IAU (الاتحاد الفلكي الدولي) هو سلطة تعريف ICRF. يعد ICRF أفضل إدراك لإطار بالقصور الذاتي تم إنشاؤه حتى الآن ، وبالتالي يمثل تحسينًا للنظرية الكامنة وراء إطار J2000. في حين أن إطارات ICRF و J2000 نفسها قريبة جدًا ، إلا أنها ليست متطابقة علاوة على ذلك ، يدور إطار J2000 (ببطء شديد) بمرور الوقت فيما يتعلق بإطار ICRF. غالبًا ما يتم التعبير عن كتالوجات النجوم الحديثة والأجرام السماوية بشكل أصلي فيما يتعلق بإطار ICRF.

يتحقق إطار ICRF من خلال خوارزمية التحويل بينه وبين إطار الأرض الثابت. تستخدم الخوارزمية الحالية نموذج P03 ، ونموذج IAU2006 ، وزاوية دوران الأرض (معبرًا عنها كدالة خطية للوقت في UT1) ودخلت حيز التشغيل في 1 يناير 2009. في الوقت الحاضر (يناير 2009) ، لا توجد وثائق متاح من IERS (خدمة النظم المرجعية ودوران الأرض الدولية) للنموذج التشغيلي الحالي يستخدم AGI تنفيذًا يعتمد على الكود المتاح من SOFA (معايير علم الفلك الأساسي) ، وهو نفس الرمز المستخدم لإنتاج القيم في التقويم الفلكي. تم توثيق نموذج العروة IAU2006 وزاوية دوران الأرض بواسطة IERS وهي المذكرة الفنية رقم 32 ، اتفاقيات IERS 2003.

ضمن منتجات AGI ، لا يقتصر مصطلح `` نظام إحداثيات ICRF '' على النظام الذي يكون أصله في مركز barycenter للنظام الشمسي - بدلاً من ذلك ، يصف المصطلح نظام إحداثيات يتم تحديد أصله من السياق (أي بالنسبة للهيئة المركزية ، مركز موقع الكتلة) الذي محاذاة محاور BCRF. في الواقع ، يستخدم IAU مصطلح GCRF للإشارة إلى النظام ذي الأصل في المركز الجغرافي (أي مركز موقع كتلة الأرض) مع محاور موازية لـ BCRF. [لاحظ أن "المحاذاة" هنا تشير إلى الاتجاهات في الفضاء الإقليدي - وليس في الفضاء المنحني الذي تحكمه النسبية العامة.]

متوسط ​​خط الاستواء والاعتدال المتوسط ​​لحقبة J2000 (JD 2451545.0 TDB وهو 1 يناير 2000 12: 00: 00.000 TDB). تم اعتبار محاور J2000 أفضل محاور بالقصور الذاتي تم تحقيقها حتى تطوير ICRF. يتم تحقيق إطار J2000 من خلال الخوارزمية التحويلية (المعروفة أيضًا باسم نظرية FK5 IAU76) بينه وبين إطار Earth Fixed. الخوارزمية تستخدم 1976 IAU Theory of Precession ، و 1980 Nutation Model و Greenwich Mean Sidereal Time (معبرًا عنها كدالة للوقت في UT1) ، تم تحديثها بواسطة IERS Technical Note رقم 21 لتشمل تعديلًا لمعادلة الاعتدالات.

ضمن منتجات AGI ، لا يقتصر مصطلح `` نظام إحداثيات J2000 '' على النظام الذي يكون أصله في مركز الأرض - بدلاً من ذلك ، يصف المصطلح نظام إحداثيات يتم تحديد أصله من السياق (على سبيل المثال ، بالنسبة للجسم المركزي ، مركزه من موقع الكتلة) التي تكون محاورها موازية لمحاور نظام J2000 المحددة على الأرض.

تعريف بالقصور الذاتي لجميع الأجسام المركزية ما عدا القمر

يحدد كل جسم مركزي إطار القصور الذاتي الخاص به والمحسوب على أنه دوران ثابت من إطار ICRF. تحدد كل من الأرض والشمس إطاراتها بالقصور الذاتي على أنها ICRF نفسها (أي لا يوجد دوران) ولا توفر إطارًا إضافيًا يسمى بالقصور الذاتي. انظر تعريف القصور الذاتي الذي يستخدمه القمر. تعرف جميع الهيئات المركزية الأخرى بالقصور الذاتي على أنها نظام TrueOfEpoch في حقبة J2000. وبالتالي ، فإن إطارات القصور الذاتي للأجسام المركزية المختلفة ليست نفس الإطار بشكل عام.

تستخدم العديد من المنظمات مصطلح القصور الذاتي للإشارة إلى إطار له تعريف مختلف عن ذلك المستخدم من قبل الذكاء الاصطناعي العام. لا يوصي AGI باستخدام إطار القصور الذاتي لمشاركة البيانات مع المنظمات أو البرامج الأخرى بدلاً من ذلك ، يجب استخدام إطار أكثر تحديدًا (على سبيل المثال ، ICRF ، J2000).

تعريف بالقصور الذاتي للقمر

بدلاً من استخدام المحور Z الثابت لتحديد الإطار بالقصور الذاتي ، يتم استخدام المحور IAU2003 Z بدلاً من ذلك. يتماشى المحور Z بالقصور الذاتي مع المحور IAU2003 Z ، ويتوافق المحور X بالقصور الذاتي مع المتجه الذي يمثل الناتج المتقاطع لمحور ICRF Z والمحور IAU2003 Z ، وتقييم حقبة J2000. هذا الإطار قريب جدًا من نظام TrueOfEpoch للقمر الذي تم تقييمه في عصر J2000.

تعريف ثابت لجميع الأجسام المركزية ماعدا الأرض

الإطار الثابت لجسم مركزي هو الإطار الذي يتم التعبير عن تضاريسه.

بالنسبة للكواكب الغازية (كوكب المشتري ، زحل ، أورانوس ، نبتون) ، يحدد الإطار الثابت المجال المغناطيسي للكوكب بدلاً من ذلك. يدرك Earth إطاره الثابت من خوارزمية التحويل بينها وبين قمر الأرض ICRF يدرك إطاره الثابت (افتراضيًا) باعتباره إطار متوسط ​​الأرض ، تدرك جميع الأجسام المركزية الأخرى إطاراتها الثابتة باستخدام الخوارزمية التحويلية والمعلمات الواردة في تقرير مجموعة العمل IAU / IAG حول إحداثيات رسم الخرائط وعناصر التناوب: 2009، بكالوريوس Archinal et al. ، سلست. Mech Dyn Astr 109 (2) ، 101-135 (DOI: 10.1007 / s10569-010-9320-4). تستخدم الخوارزمية ثلاث سلاسل فورييه متغيرة ببطء لتمثيل:

  • الصعود الصحيح
  • انحراف محور الدوران
  • الدوران حول محور الدوران ، حيث يتم قياس الصعود والانحدار الأيمن فيما يتعلق بنظام ICRF في الجسم المركزي

يتم تضمين بيانات المعلمة لكل هيئة مركزية تستخدم هذا النموذج في ملف معاملات الدوران (أي ملف بالملحق .rot) في دليل الجسم المركزي ضمن STKData CentralBodies.

تعريف ثابت للأرض

يدرك Earth إطاره الثابت من خوارزمية التحويل بينها وبين ICRF. يشمل التحول تأثيرات الاستباق ، والتحول ، والدوران ، بالإضافة إلى تجول العمود وتصحيحات الإطار.

تعريف TrueOfDate لجميع الأجسام المركزية باستثناء الأرض والقمر

يتماشى المحور Z مع المحور Z الثابت ، ويتوافق المحور X مع المتجه الذي يمثل الناتج المتقاطع لمحور ICRF Z والمحور Z الثابت ، الذي يتم تقييمه في كل وقت معين.

إذا كان حاصل الضرب التبادلي يساوي صفرًا ، فسيتم محاذاة المحور Y مع حاصل الضرب العرضي للمحور Z الثابت ومحور ICRF X.

تعريف TrueOfDate للأرض

خط الاستواء الحقيقي والاعتدال الحقيقي للتاريخ. يستخدم التحول بين متوسط ​​تاريخ الأرض إلى محاور TrueOfDate الخاصة بالأرض الانحراف المتوسط ​​، والتحوير في خط الطول ، والعامة في الانحراف ، المحسوبة وفقًا لنموذج التحول لعام 1980 ، ثم يطبق التحديث على معادلة الاعتدالات. بشكل افتراضي ، يتم الحصول على قيم العروة من خلال استيفاء القيم الموجودة في ملف JPL DE بدلاً من تقييم النموذج مباشرةً. سيكون محور TrueOfDate Z هو محور دوران الأرض إذا تم تجاهل تجول القطب ، ويحدد محور TrueOfDate X الاعتدال الربيعي الحقيقي.

تعريف TrueOfDate للقمر

يتماشى المحور Z مع المحور Z الثابت ، ويتوافق المحور X مع المتجه الذي يمثل الناتج المتقاطع لمحور ICRF Z والمحور Z الثابت ، الذي يتم تقييمه في كل وقت معين. يعتبر إطار TrueOfDate قريبًا جدًا من خط الاستواء القمري المتوسط ​​وعقدة IAU للتاريخ (الثوابت القمرية والمستند النموذجي ، JPL D-32296 ، سبتمبر 2005). إذا تم تعيين الإطار الثابت للقمر لاستخدام إطار IAU2003 ، فسيكون الإطاران متطابقين.

تم تقييم نظام TrueOfDate في فترة معينة ، وليس في كل وقت. هذا الإطار لا يدور فيما يتعلق بإطار ICRF.

تعريف MeanOfDate لجميع الأجسام المركزية باستثناء الأرض والقمر

نفس الحساب مثل TrueOfDate باستثناء أنه عند حساب المحور Z للإطار الثابت ، يتم تجاهل أي مصطلحات متذبذبة في الصيغ الخاصة بالصعود والانحدار الصحيحين.

تعريف MeanOfDate للأرض

يعني خط الاستواء ومتوسط ​​الاعتدال في التاريخ. يتم حساب التحويل بين J2000 و MeanOfDate باستخدام تسلسل دورات أويلر. يتم حساب زوايا الدوران باستخدام كثيرات الحدود المكعبة للوقت ما بعد حقبة J2000 في JED وفقًا لنظرية زوايا ومعدلات السبق IAU لعام 1976 ، كما هو موجود في التعميم رقم 163 المرصد البحري الأمريكي. يُحدد محور "متوسط ​​الوقت X" متوسط ​​الاعتدال الربيعي

تعريف MeanOfDate للقمر

يتماشى المحور Z مع المحور IAU2003 Z ، ويتوافق المحور X مع المتجه الذي يمثل الناتج المتقاطع لمحور ICRF Z والمحور IAU2003 Z ، الذي يتم تقييمه في كل وقت. ومع ذلك ، عند حساب محور IAU2003 Z ، يتم تجاهل المصطلحات التذبذبية.

تعريف MeanOfEpoch لجميع الأجسام المركزية باستثناء الأرض

تم تقييم نظام MeanOfDate في فترة زمنية محددة ، وليس في كل وقت معين. هذا الإطار لا يدور فيما يتعلق بالإطار بالقصور الذاتي.

تعريف MeanOfEpoch للأرض

تم تقييم نظام MeanOfDate الخاص بالأرض في فترة زمنية محددة ، بدلاً من تقييمها في كل مرة. هذا الإطار لا يدور فيما يتعلق بإطار J2000.

نظام الأرض فقط

خط الاستواء الحقيقي والاعتدال المتوسط ​​للتاريخ. هذا إطار وسيط مرتبط بالتحول من متوسط ​​تاريخ الأرض إلى محاور TrueOfDate للأرض. تتم محاذاة محور TEMEOfDate Z مع محور TrueOfDate Z ، ويكون محور TEMEOfDate X قريبًا من (ولكن ليس مطابقًا له) محور MeanOfDate X.

تم تقييم الإطار الثابت في فترة معينة ، وليس في كل وقت. هذا الإطار لا يدور فيما يتعلق بالإطار بالقصور الذاتي.

نظام الأرض فقط

خط الاستواء الحقيقي والاعتدال المتوسط ​​للعصر. تم تقييم إطار TEMEOfDate الخاص بالأرض في فترة زمنية محددة بدلاً من تقييمها في كل مرة. الإطار لا يدور فيما يتعلق بإطار J2000.

نظام الأرض فقط

تعتبر هذه المحاور أفضل محاور القصور الذاتي التي تم تحقيقها حتى تطوير J2000. ترتبط هذه المحاور بفهرس نجوم FK4 ونمذجة نظريتها لخط الاستواء المتوسط ​​والاعتدال المتوسط. هذه الحقبة هي بداية العام البسيلي 1950 ، الموافق 31 ديسمبر 1949 22:09: 46.866 دينار أردني أو 2433282.4234591 دينار أردني. يتم تحقيق محاور B1950 من خلال إزاحة دوران ثابتة من محاور J2000 ، باستخدام صيغة متاحة من الملحق التوضيحي للتقويم الفلكي.

نظام القمر فقط

نظام المحاور الرئيسية (PA). يتم محاذاة إطار المحاور الرئيسية مع محاور القصور الذاتي الرئيسية مع المحور Z على طول القصور الذاتي الأقصى والمحور X على طول الحد الأدنى من القصور الذاتي. (يشار إلى هذا أحيانًا باسم محور إطار الشكل). تم تطوير إطار PA بالتزامن مع تطوير ephemerides للقمر: وبالتالي ، يعتمد الإطار على ملف JPL DE المصدر المستخدم. يتم تعريف إطار PA 430 من خلال استخدام ملف JPL DE430. يتم تحقيق إطار PA 430 استنادًا إلى التحول من إطار ICRF استنادًا إلى زوايا أويلر المقدمة كجزء من DE430 إذا تم تحديد DE430 على مستوى التطبيق كمصدر التقويم الفلكي الكوكبي. إذا تم تكوين التطبيق لاستخدام إصدار DE مختلف ، فسيتم تحقيق إطار 430 PA كتناوب ثابت من إطار MeanEarth.

DE430 هو التقويم الفلكي الافتراضي الحالي.

نظام القمر فقط

نظام المحاور الرئيسية (PA). يتم محاذاة إطار المحاور الرئيسية مع محاور القصور الذاتي الرئيسية مع المحور Z على طول القصور الذاتي الأقصى والمحور X على طول الحد الأدنى من القصور الذاتي. (يشار إلى هذا أحيانًا باسم محور إطار الشكل). تم تطوير إطار PA بالتزامن مع تطوير ephemerides للقمر: وبالتالي ، يعتمد الإطار على ملف JPL DE المصدر المستخدم. يتم تعريف إطار PA 421 من خلال استخدام ملف JPL DE421. يتم تحقيق إطار PA 421 استنادًا إلى التحول من إطار ICRF استنادًا إلى زوايا أويلر المقدمة كجزء من DE421 إذا تم تحديد DE421 على مستوى التطبيق كمصدر التقويم الفلكي الكوكبي. إذا تم تكوين التطبيق لاستخدام إصدار DE مختلف ، فسيتم تحقيق إطار 421 PA كتناوب ثابت من إطار MeanEarth.

نظام القمر فقط

نظام المحاور الرئيسية (PA). يتم محاذاة إطار المحاور الرئيسية مع محاور القصور الذاتي الرئيسية مع المحور Z على طول القصور الذاتي الأقصى والمحور X على طول الحد الأدنى من القصور الذاتي. (يشار إلى هذا أحيانًا باسم محور إطار الشكل). تم تطوير إطار PA بالتزامن مع تطوير ephemerides للقمر: وبالتالي ، يعتمد الإطار على ملف JPL DE المصدر المستخدم. يتم تعريف إطار PA 403 من خلال استخدام ملف JPL DE403. يتم تحقيق إطار PA 403 استنادًا إلى التحول من إطار ICRF استنادًا إلى زوايا أويلر المقدمة كجزء من DE403 إذا تم تحديد DE403 على مستوى التطبيق كمصدر التقويم الفلكي الكوكبي. إذا تم تكوين التطبيق لاستخدام إصدار DE مختلف ، فسيتم تحقيق إطار 403 PA كتناوب ثابت من إطار MeanEarth. يتطابق إطار المحور الرئيسي المرتبط بـ DE405 ephemeris بشكل أساسي مع إطار 403 PA.

نظام القمر فقط

يعني نظام الأرض / المحور القطبي (ME). الإطار القمري المفضل لربط التضاريس القمرية وتحديد معالم السطح. يتم تحقيق إطار متوسط ​​الأرض كتناوب مستمر من إطار المحاور الرئيسية المرتبط بإصدار JPL / DE المحدد على مستوى التطبيق. يختلف الدوران ، بين إطار ME و PA ، اختلافًا طفيفًا عن عمليات الإدراك المختلفة لإطار المحاور الرئيسية. تم تضمين قيم الدوران لإصدارات مختلفة من ملفات DE في STKData CentralBodies Moon Moon.cb. بشكل افتراضي ، يتم تحميل ملف DE 430 بحيث يتم تعريف إطار MeanEarth على أنه دوران من إطار PrincipalAxes_430.

نظام القمر فقط

يتم تحقيق هذه المحاور باستخدام الخوارزمية التحويلية والمعلمات الواردة في "تقرير مجموعة عمل IAU / IAG حول إحداثيات رسم الخرائط وعناصر الدوران: 2009" ، بكالوريوس. Archinal et al. ، سلست. Mech Dyn Astr 109 (2) ، 101-135 (DOI: 10.1007 / s10569-010-9320-4). المعلمات مطابقة للتقرير السابق "تقرير مجموعة العمل IAU / IAG… 2000" ، الذي نشر في عام 2002.

نظام القمر فقط

يتم محاذاة المحور X مع اتجاه الأرض من القمر. يتم محاذاة المحور Z مع متجه الزخم المداري للقمر ، محسوبًا باستخدام الموقع النسبي للقمر وسرعته فيما يتعلق بالأرض.

نظام الشمس فقط

تم تقييم متوسط ​​نظام مسير الشمس في عصر J2000. يُعرَّف متوسط ​​مستوى مسير الشمس على أنه دوران مستوى J2000 XY حول محور J2000 X من خلال الانحراف المتوسط ​​المحدد باستخدام نظرية FK5 IAU76. في أداة Vector Geometry Tool ، تم إدراج هذا النظام باسم SunMeanEclpJ200.

نظام الشمس فقط

نظام مسير الشمس يُعرَّف بأنه دوران محاور ICRF حول المحور x ICRF بواسطة قيمة FK5 IAU76 للانحراف المتوسط ​​في العصر J2000.0 (أي 84381.448 قوسًا). المستوى XY هو مستوى مسير الشمس.

نظام الشمس فقط

نظام مسير الشمس الحقيقي ، يتم تقييمه في كل وقت. يُعرَّف مستوى مسير الشمس الحقيقي على أنه دوران مستوى J2000 XY حول محور J2000 X بواسطة الانحراف الحقيقي المحدد باستخدام نظرية FK5 IAU76.

مجموعة أدوات الأنظمة (STK) ، & # 160v 12.2 & # 160آخر تحديث للمساعدة: يونيو 2021


أقمار كوكبية طبيعية

IV.E أقمار أورانوس

يميل محور دوران أورانوس بمقدار 98 درجة إلى مستوى مراقبي النظام الشمسي على الأرض ، وبالتالي يرون الكوكب ونظام الأقمار الصناعية الخاص به شبه قطب. مدارات آرييل وأومبريل وتيتانيا وأوبيرون منتظمة ، في حين أن مدار ميراندا & # x27s مائل قليلاً. الشكل 14 هو صورة تلسكوبية للأقمار الصناعية. تشير النماذج النظرية إلى أن الأقمار الصناعية تتكون من جليد مائي (ربما يكون مرتبطًا بأول أكسيد الكربون والنيتروجين والميثان) وصخور السيليكات. تشير الكثافة العالية لـ Umbriel إلى أن تركيبته السائبة تشتمل على جزء أكبر من المواد الصخرية. حدث ذوبان وتمايز في بعض الأقمار الصناعية. تشير الحسابات النظرية إلى أن تفاعلات المد والجزر قد توفر مصدر حرارة إضافيًا في حالة اريال.

الشكل 14 أ. منظر تلسكوبي لأورانوس وأقماره الخمسة حصل عليه C. Veillet على تلسكوب Danish-ESO بحجم 154 سم. خارج أورانوس هم على النحو التالي: ميراندا ، آرييل ، أمبرييل ، تيتانيا ، وأوبيرون.

تم الكشف عن الجليد المائي من خلال التحليل الطيفي على جميع الأقمار الصناعية الخمسة. من المحتمل أن تكون البيدوس الداكن نسبيًا (الجدول 1) ناتجًا عن تلوث سطحي بالمواد الكربونية. آلية أخرى للتعتيم قد تكون مهمة هي قصف السطح بالأشعة فوق البنفسجية. تظهر جميع الأقمار الصناعية الأربعة الخارجية اندفاعات كبيرة في المقاومة ، مما قد يشير إلى أن الثرى لهذه الأجسام تتكون من مواد مسامية للغاية.

ال فوييجر 2 واجهت المركبة الفضائية أورانوس في يناير 1986 لتقديم ملاحظات تشير إلى أن بعض الأقمار الصناعية الرئيسية على الأقل قد خضعت للذوبان والظهور. تتكون إحدى ميزات ميراندا من سلسلة من التلال والوديان التي يتراوح ارتفاعها من 0.5 إلى 5 كم (الشكل 14 ب). أرييل ، أصغر الأقمار الصناعية الخمسة من الناحية الجيولوجية ، وتيتانيا مغطاة بتضاريس مليئة بالفوهات تقطعها قاذفات ، وهي وديان تحدها صدوع. أمبريل مليء بالفوهات بشدة وهو الأغمق بين الأقمار الصناعية الرئيسية ، مما يشير إلى أن سطحه هو الأقدم. وبالمثل ، فإن أوبيرون مغطاة بالحفر ، وبعضها يحتوي على رواسب داكنة جدًا على أرضياتها. الأقمار الصناعية مسطحة طيفيًا ، وتتراوح البيدوسات الهندسية المرئية من 0.2 إلى 0.4 ، وهو ما يتوافق مع تركيبة الجليد المائي (أو جليد الماء الميثان) الممزوج بمكون مظلم مثل الجرافيت أو مادة كوندريت كربونية.

الشكل 14 ب. فسيفساء ميراندا أنتجت من الصور التي التقطتها فوييجر 2 مركبة فضائية على بعد 30.000-40.000 كم من القمر. القرار من 560 إلى 740 م. يتم قطع التضاريس القديمة المليئة بالحفر بواسطة التلال والوديان ، مما يشير إلى نشاط جيولوجي أحدث.

فوييجر 2 اكتشف أيضًا 10 أقمار صغيرة جديدة ، بما في ذلك اثنان يعملان كرعاة للحلقة الخارجية (إبسيلون) لأورانوس (الجدول الأول). هذه الأقمار الصناعية لديها البيدو البصري الهندسي بنسبة 4-9٪ فقط. إنها تتحرك في مدارات متباعدة بشكل منتظم إلى حد ما في مسافة شعاعية من أورانوس ولها ميول مدارية منخفضة وانحرافات. تم اكتشاف خمسة أقمار صناعية صغيرة إضافية (نصف قطر 10-20 كم) لاحقًا بواسطة مراقبي الأرض (انظر الجدول الأول).


أقمار أورانوس رائعة بما يكفي من تلقاء نفسها لدرجة أننا يجب أن نرسل مهمة رائدة هناك

مونتاج لأقمار أورانوس الكبيرة وقمر واحد أصغر: من اليسار إلى اليمين باك ، ميراندا ، آرييل ، أومبريال ، تيتانيا وأوبيرون. لم يتم تصوير الأقمار الأخرى بالتفصيل. تم التقاط الصور الأصلية بواسطة فوييجر 2 التابع لناسا. أبعاد الحجم صحيحة. الائتمان: ناسا

ما هي الحقيقة الأكثر إثارة التي تعرفها عن أورانوس؟ حقيقة أن محور دورانه خارج تمامًا عن خط كل كوكب آخر في النظام الشمسي؟ أو أن الغلاف المغناطيسي لأورانوس غير متماثل ، مائلًا بشكل ملحوظ بالنسبة لمحوره الدوراني ، ومعزول بشكل كبير عن مركز الكوكب؟ أم أن أقماره سميت كلها على أسماء شخصيات من شكسبير أو ألكسندر بوب؟

كل هذه الحقائق (باستثناء المراجع الأدبية) جاءت من مجموعة بيانات محدودة للغاية. تم جمع بعض أفضل البيانات خلال رحلة طيران فوييجر 2 عام 1986. ومنذ ذلك الحين ، جاءت البيانات الجديدة الوحيدة من التلسكوبات الأرضية. في حين أنها كانت تتزايد بشكل مطرد في الدقة ، إلا أنها تمكنت فقط من خدش سطح ما قد يكون كامنًا في النظام المحيط بأقرب عملاق جليدي. نأمل أن يتغير ذلك ، حيث نشر فريق من العلماء ورقة بيضاء تدعو إلى زيارة مركبة فضائية جديدة من الدرجة الأولى.

قاد الورقة الدكتور ريتشارد كارترايت ، عالم الأبحاث في معهد SETI ، والدكتور كلوي بي بيدنجفيلد ، العالم في SETI ومركز أبحاث Ames التابع لناسا ، الذين جمعوا أكثر من 100 مؤلف مشارك لدعم الورقة. تقترح الورقة مهمة من الدرجة الأولى ، حيث يضع سعرها الإجمالي أكثر من مليار دولار. يقترح الفريق أنه يجب تصميم المهمة وإطلاقها خلال العقد المقبل من أجل استخدام مساعدة الجاذبية من كوكب المشتري والتي لا تتوفر إلا مرة واحدة كل بضعة عقود.

مسار مساعدة جاذبية المشتري الذي استخدمته مجسات فوييجر في الثمانينيات ، بما في ذلك المسار إلى أورانوس بواسطة فوييجر 2. Credit: NASA

إن مساعدة الجاذبية لها فائدتان أساسيتان. إحداها أنها ستنقل المهمة إلى هناك بشكل أسرع ، مما يسمح لها بقضاء المزيد من الوقت في ممارسة العلوم بالفعل قبل نفاد مصدر طاقتها. بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن تنقل المركبة الفضائية إلى نظام أورانيان في الوقت المناسب لرؤية الاعتدال كجزء من مهمة ممتدة. ستسمح مراقبة هذا الحدث النادر جدًا للفريق العلمي بالتقاط المزيد من البيانات الفريدة التي كان من المستحيل جمعها حتى الآن.

ليس فقط الكوكب نفسه هو ما يهتم به الفريق العلمي برصده. العديد من أقمار أورانوس فريدة من نوعها وتستحق نظرة فاحصة نفسها. اكتشفت فوييجر 2 10 أقمار جديدة ، وتم اكتشاف المزيد منذ ذلك الحين ، ليصل العدد الإجمالي إلى 27 ، وهو ثالث أكثر الأقمار في المجموعة الشمسية.

يتم تصنيف الأقمار إلى ثلاث مجموعات متميزة - الأقمار الخمسة الكلاسيكية ، والتي تعتبر تيتانيا أكبرها ، والأقمار التسعة غير المنتظمة ، والتي تشير مداراتها إلى أنه قد يتم التقاطها كأشياء من مكان آخر في النظام الشمسي ، والأقمار الثلاثة عشر الداخلية أو الحلقي يتواجد بشكل أساسي في حلقات أورانوس.

صورة توضح موقع أورانوس وحلقات الكوكب وبعض قمره البالغ عددها 27 قمراً. الائتمان: ناسا

من المحتمل أن تكون الأقمار الكلاسيكية مكونة من صخور وجليد مائي ، ولديها القدرة على أن تكون عوالم محيطية ، مع محيطات جوفية تحت طبقة سميكة من الجليد. قد تسبب تلك المحيطات الجوفية نشاطًا تكتونيًا أو بركانيًا جليديًا على الأقمار الكلاسيكية. هناك بعض الدلائل على ذلك على ميراندا وأرييل ، وهما من الأقمار الكلاسيكية التي يبدو أن أسطحها قد تغيرت في الماضي القريب نسبيًا (من الناحية الجيولوجية).

الصور الحالية لأسطحها منخفضة الدقة نسبيًا ، وأحد الأهداف الأساسية للمهمة المقترحة هو التقاط صور عالية الدقة لأسطح الأقمار. مع الدقة العالية ، يأتي فهم أفضل للخصائص الجيولوجية لهذه الأقمار ، بما في ذلك عدد الحفر ، والتي يمكن استخدامها كبديل لعمر السطح.

إذا كان لهذه الأقمار محيطات جوفية ، فسيتم إضافتها إلى قائمة العوالم المثيرة للاهتمام لعلماء الأحياء الفلكية. تشمل هذه القائمة أيضًا أماكن مثل إنسيلادوس ، التي تشبه بشكل مخيف ميراندا ، وفقًا للدكتور كارترايت. لكنها ليست المكان الوحيد المثير للاهتمام في النظام للنظر فيه. يدور ماب ، وهو أحد الأقمار الحلقية لأورانوس ، داخل حلقة منتشرة ومغبرة يمكن أن تستمر من خلال مادة مقذوفة من الجسم الصغير ، والتي يمكن أن تنتهي أيضًا على الأقمار المجاورة. وبالمثل ، يمكن تغطية الأقمار الخارجية تيتانيا وأوبيرون بالغبار المتساقط من أقمار أورانوس البعيدة غير المنتظمة. يمكن التحقق من هذه الأنواع من التفاعلات الديناميكية بين أقمار أورانوس المختلفة من خلال المهمة المقترحة.

أعلى دقة للصورة متوفرة لميراندا ، أحد أكثر أقمار أورانوس إثارة. الائتمان: ناسا

من أجل التحقق من التفاعلات بين الأقمار والعديد من التعقيدات الأخرى لنظام الكواكب ، سيتعين على البعثة أن تمتلك بعض الأدوات المتقدمة لجمع كل تلك البيانات. ويذكر الدكتور كارترايت أنه سيكون هناك ثلاثة أنواع رئيسية: كاميرا ضوء مرئي ، ومقياس مغناطيسي ، ومقياس طيف خرائط قريب من الأشعة تحت الحمراء.

بالإضافة إلى توفير صور رائعة لنظام الكواكب للاستهلاك مرة أخرى على الأرض ، يمكن استخدام كاميرا الضوء المرئي لتوفير صور عالية الدقة لأسطح الكائنات ، كما هو موضح أعلاه. يمكن أن يوفر نظرة ثاقبة لأي نشاط سطحي حديث ، وسيكون جزءًا لا يتجزأ من هدف المهمة الممتد المتمثل في مشاهدة التغيير الموسمي على أورانوس نفسه.

سيسمح مقياس المغناطيسية للعلماء بدراسة التفاعلات بين الأقمار والمجال المغناطيسي الفريد لأورانوس عن قرب. يمكن استخدام مقياس المغناطيسية للبحث عن المحيطات الجوفية المالحة في هذه الأقمار عن طريق تحديد المجالات المغناطيسية المستحثة الناشئة في المناطق الداخلية. تم استخدام هذه التقنية بواسطة مقياس المغناطيسية جاليليو للبحث عن المحيطات المالحة في أقمار المشتري الكبيرة. طور مختبر الدفع النفاث مؤخرًا مقياس مغناطيسي حساس للغاية يمكن إطلاقه في هذه المهمة.

إحدى الصور الوحيدة التي لدينا لـ Mab - قمر أوراني يمكن أن يبذر حلقة خاصة به حول الكوكب. الائتمان: ناسا

يعد مقياس طيف رسم الخرائط بالأشعة تحت الحمراء القريبة أداة قياسية لأي مهمة علوم فضاء حديثة وهو مفتاح لفهم الجزيئات الموجودة على أسطح أقمار أورانوس. على وجه الخصوص ، يمكن أن يميز جليد ثاني أكسيد الكربون والمواد الحاملة للأمونيا ، وهي جزيئات قصيرة العمر جيولوجيًا تم اكتشافها على بعض أقمار أورانوس. سيسمح لنا التحقيق في هذه الجزيئات بفهم الإمكانات الفلكية البيولوجية لهذه الأقمار الصناعية بشكل أفضل.

عندما سئل لماذا إرسال مهمة إلى هذا الجليد العملاق الخارجي ، مع إمكاناته البيولوجية الفلكية غير المعروفة ، قد يكون استخدامًا أفضل لأموال الضرائب الأمريكية من البعثات المحتملة إلى مرشحين فلكييين آخرين واعدين ، يشير الدكتور كارترايت إلى سببين رئيسيين.

أولاً ، هناك القليل جدًا من البيانات حول أورانوس بشكل عام ، وقد تم جمع معظم هذه البيانات عن بُعد على مدار الثلاثين عامًا الماضية. إن مهمة واحدة إلى النظام ، بقصد الدوران ، ستزيد بشكل كبير من فهمنا لأحد الكواكب الأقل دراسة في النظام الشمسي.

  • يعد مقياس المغناطيسية الذي طوره مختبر الدفع النفاث مؤخرًا الأكثر حساسية على الإطلاق. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث
  • الصورة النهائية لأورانوس التي التقطتها فوييجر 2 أثناء تحليقها في عام 1986. Credit: NASA

ثانيًا ، إن عدد الأسئلة التي يمكنك الإجابة عليها في مهمة مدارية واحدة إلى أورانوس يفوق بكثير البيانات التي تم جمعها من رحلة إلى قمر واحد. هناك 27 جثة معروفة يجب دراستها في النظام ، جنبًا إلى جنب مع الكوكب نفسه وحلقاته وغلافه المغناطيسي الغريب ، وربما هناك المزيد من الأقمار المتبقية لاكتشافها. يمكن لمركبة مدارية واحدة جمع البيانات عن كل منهم.

يسارع الدكتور كارترايت أيضًا إلى الإشارة إلى أنه ، كجزء من المسح العقدي الأخير ، احتلت مهمة مماثلة لنظام أورانوس المرتبة الثالثة من حيث الأولوية. المهمتان اللتان تسبقانه هما ما أصبحا بمثابة مهمة Perseverance Mars Rover و Europa Clipper ، وكلاهما يمضيان قدمًا في التطوير. مع مشروع أورانوس التالي ، آمال الفريق كبيرة في أن يتم اختيار المفهوم باعتباره المهمة الرئيسية التالية.

إذا تم التقاطها ، فسيكون لدى الفريق بعض الوقت من أجل الوصول إلى النافذة المطلوبة للاستفادة من مساعدة جوبيتر للجاذبية بين عامي 2030 و 2034. وبمساعدة من عملاق الغاز العملاق ، تتوقع المهمة أن تصل إلى نظام أورانيان في من أوائل إلى منتصف 2040. سيمنح ذلك علماء البعثة متسعًا من الوقت للتعرف على شكسبير ، في حالة حصولهم على فرصة لتسمية المزيد من الأقمار.


الانتماءات

مركز أبحاث الفيزياء الفلكية ، جامعة كوينز بلفاست ، بلفاست ، المملكة المتحدة

ويسلي سي فريزر ، آلان فيتزسيمونز ، بيدرو لاسيردا وأمبير ميشيل تي بانيستر

المعهد الفلكي ، أكاديمية العلوم في جمهورية التشيك ، أونديجوف ، جمهورية التشيك

علوم الكواكب والفضاء ، كلية العلوم الفيزيائية ، الجامعة المفتوحة ، ميلتون كينز ، المملكة المتحدة

مختبر الحوسبة العلمية ، مركز دراسة النظم المعقدة ، معهد الفيزياء بلغراد ، جامعة بلغراد ، بلغراد ، صربيا

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

دبليو سي إف قام بتجميع مجموعة بيانات المرشح الشائعة ، وأعاد تقليل الملاحظات عند الضرورة وقاد تحليل المخطوطة وكتابتها. P.P. ، P. L. and I.S. نفذت نمذجة المنحنى الخفيف وساعدت في الكتابة. حسبت A.F. تقديرات النطاق الزمني للتخميد وساعدت في كتابة الورقة. إم. و C.S. ساعدوا في تفسير نتائج المنحنى الخفيف وكتابة الورقة.

المؤلف المراسل


شكل الجسم المركزي

تم تصميم الأجسام المركزية على أنها ذات شكل بيضاوي: إما شكل بيضاوي ثلاثي المحاور (المحاور الثلاثة لها أطوال مختلفة) شكل كروي مفلطح (حيث يكون المحور z هو محور التناظر وأيضًا المحور الثانوي أو الكرة ( حيث أن جميع المحاور لها نفس الطول) .لا تؤخذ في الاعتبار الأشكال المتساقطة (لا يوجد جسم رئيسي في النظام الشمسي يتكاثر).

تم الحصول على حجم وشكل كل هيئة مركزية من "تقرير مجموعة العمل IAU / IAG حول إحداثيات رسم الخرائط وعناصر الدوران: 2009" ، بكالوريوس. Archinal et al. ، سلست. Mech Dyn Astr 109 (2) ، 101-135 (DOI: 10.1007 / s10569-010-9320-4). تم تحديد القيم لكل جسم مركزي في ملف تكوين الجسم المركزي ، وهو ملف بملحق .cb في الدليل STKData CentralBodies (على سبيل المثال ، STKData CentralBodies Earth Earth.cb ، STKData CentralBodies Moon Moon .cb ، وما إلى ذلك).


Binzel، RP، DeMeo، FE، Turtelboom، EV، Bus، SJ، Tokunaga، A.، Burbine، TH، Lantz، C.، Polishook، D.، Carry، B.، Morbidelli، A.، Birlan، M.، Vernazza، P.، Burt، BJ، Moskovitz، N.، Slivan، SM، Thomas، CA، Rivkin، AS، Hicks، MD، Dunn، T.، Reddy، V.، Sanchez، JA، Granvik، M.، and Kohout ، T. ، التوزيعات التركيبية والعمليات التطورية لمجموعات الأجسام القريبة من الأرض: نتائج المسح الطيفي للأجسام القريبة من الأرض MIT-Hawaii (MITHNEOS) ، إيكاروس ، 2019 ، المجلد. 324 ، ص 41 - 76.

Brunetto ، R. ، Loeffler ، M.J. ، Nesvorny ، D. ، Sasaki ، S. ، and Strazzulla ، G. ، تغير سطح الكويكب عن طريق عمليات التجوية في الفضاء ، في الكويكبات IV ، Michel، P.، DeMeo، F.E.، Bottke، WF، Eds.، Tucson: Univ. مطبعة أريزونا ، 2015 ، ص 597-616.

حمل ، ب ، كثافة الكويكبات ، كوكب. علوم الفضاء. 2012 ، المجلد. 73 ، ص 98 - 118.

DeMeo ، F.E. and Carry ، B. ، التوزيع التصنيفي للكويكبات من المسوحات الضوئية متعددة الفلاتر في السماء ، إيكاروس ، 2013 ، المجلد. 226 ، ص 723-741.

Ďurech، J. and Hanuš، J.، Reconstruction of asteroid spin States from GAIA DR2 photometry، أسترون. الفلك. 2018 ، المجلد. 620 ، مؤلف. أ 91.

Ďurech، J.، Sidorin، V.، and Kaasalainen، M.، DAMIT: قاعدة بيانات لنماذج الكويكبات ، أسترون. الفلك. 2010 ، المجلد. 513 ، مؤلف. أ 46.

Ďurech ، J. ، Hanuš ، J. ، Oszkiewicz ، D. ، and Vančo ، R. ، نماذج الكويكبات من قاعدة بيانات Lowell الضوئية ، أسترون. الفلك. 2016 ، المجلد. 587 ، مؤلف. أ 48.

Ďurech ، J. ، Hanuš ، J. ، and Ali-Lagoa ، V. ، نماذج الشكل للكويكبات التي أعيد بناؤها من بيانات WISE والقياس الضوئي المتناثر ، في أكون. أسترون. شركة Div. كوكب. علوم. ملخصات الاجتماع ، 2017 ، لا. 49 ، المرجع السابق. 110.27.

Ďurech، J.، Hanuš، J.، Brož، M.، Lehký، M.، Behrend، R.، Antonini، P.، Charbonnel، S.، Crippa، R.، Dubreuil، P.، Farroni، G.، Kober ، G. ، Lopez ، A. ، Manzini ، F. ، Oey ، J. ، Poncy ، R. ، Rinner ، C. ، and Roy ، R. ، نماذج الشكل للكويكبات بناءً على ملاحظات منحنى الضوء باستخدام مرصد BlueEye600 الروبوتي ، إيكاروس ، 2018 ، المجلد. 304 ، ص 101-109.

Fatka ، P. ، Pravec ، P. ، and Vokrouhlicky ، D. ، الاضطرابات المتتالية في عناقيد الكويكبات ، إيكاروس ، 2019. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.113554

إيفيزيك ،. ، تاباتشنيك ، إس ، رفيكوف ، ر ، لوبتون ، آر إتش ، كوين ، تي ، هامرجرين ، إم ، إير ، إل ، تشو ، جي ، أرمسترونج ، جي سي ، فان ، إكس ، فينلاتور ، K. ، Geballe ، TR ، Gunn ، JE ، Hennessy ، GS ، Knapp ، GR ، Leggett ، SK ، Munn ، JA ، Pier ، JR ، Rockosi ، CM ، Schneider ، DP ، Strauss ، MA ، Yanny ، B. ، Brinkmann ، J.، Csabai، I.، Hindsley، RB، Kent، S.، Lamb، DQ، Margon، B.، McKay، TA، Smith، JA، Waddel، P.، and York، DG، SDSS Collaboration. كائنات النظام الشمسي التي لوحظت في بيانات تشغيل Sloan Digital Sky Survey ، أسترون. J. ، 2001 ، المجلد. 122 ، ص 2749-2784.

Kubánek، P.، Jelínek، M.، Nekola، M.، Topinka، M.، trobl، J.، Hudec، R.، Sanguino، M.، Ugarte، PA، and Castro-Tirado، AJ، RTS2 - تلسكوب بعيد النظام ، الإصدار الثاني AIP Conf. بروك. ، 2004 ، المجلد. 727 ، ص 753-756.

Kuznetsov، E. and Safronova، V. ، تطبيق المقاييس في فضاء المدارات للبحث عن الكويكبات في المدارات القريبة ، كوكب. علوم الفضاء. 2018 ، المجلد. 157 ، ص 22 - 27.

كوزنتسوف ، إ. وفاسيليفا ، ماجستير ، على الأعضاء الجدد في مجموعات الكويكبات المشابهة لأزواج الكويكبات ، نيزك. كوكب. علوم ، 2019 ، المجلد. 54 ، لا. S2 ، معرف. A229.

Kuznetsov، ED، Glamazda، DV، kaiser GT، Krushinsky، V.V.، Popov، AA، Safronova، V.S.، Shagabutdinov، AA، Ustinov، D.S.، and Vibe، Yu.S.، أزواج من الكويكبات في المدارات القريبة ، نيزك. كوكب. علوم ، 2018 ، المجلد. 53 ، لا. S1 ، معرف. أ 159.

كوزنتسوف ، إي دي ، بوتوسكويف ، إيه إي ، سافرونوفا ، في إس ، وأوستينوف ، دي إس ، التطور الديناميكي لأزواج الكويكبات ذات المدارات القريبة ، في بروك. X عموم روسيا Conf. "المشكلات الأساسية والتطبيقية للميكانيكا الحديثة" (FAPMM 2018) ، AIP Conf. بروك. السلسلة ، 2019a ، المجلد. 2103. لا. 1 ، ص 020008-1–020008-6.

Kuznetsov ، E.D. ، Rosaev ، A.E. ، and Plavalova ، E. ، تقدير تأثير Yarkovsky لبعض أزواج الكويكبات ذات المدارات القريبة ، نيزك. كوكب. علوم ، 2019b ، المجلد. 54 ، لا. S2 ، معرف. أ 230.

Li ، J.-Y. ، Helfenstein ، P. ، Buratti ، BJ ، Takir ، D. ، and Clark ، B.E. ، قياس ضوئي الكويكب في الكويكبات IV ، Michel، P.، DeMeo، F.E.، and Bottke، WF، Eds.، Tucson: Univ. مطبعة أريزونا ، 2015 ، ص 129 - 150.

MacLennan ، E.M. ، Emery ، J.P. ، Lucas ، M.P. ، and Pinilla-Alonso ، N. ، تقييم وتوصيف أنماط التجوية الفضائية على أسطح الكويكبات ، في التجوية الفضائية للأجسام الخالية من الهواء: ورشة عمل حول تكامل بيانات الاستشعار عن بعد والتجارب المعملية وتحليل العينات ، 2015 ، المجلد. 1878 ، ص. 2033.

ماينزر ، إيه ، ماسييرو ، جيه ، جراف ، تي ، باور ، جيه ، ثولين ، دي جي ، ماكميلان ، آر إس ، رايت ، إي ، سباهر ، تي ، كاتري ، آر إم ، ووكر ، آر ، مو ، دبليو . ، Watkins ، J. ، Hand ، E. ، and Maleszewski ، C. ، NEOWISE دراسات الكويكبات باستخدام قياس الضوء Sloan: النتائج الأولية ، الفلك. J. ، 2012 ، المجلد. 745.

Oszkiewicz، D.A.، Ski، BA، Moskovitz، N.، Kankiewicz، H.، Marciniak، A.، Licandro، J.، Galiazzo، MA، and Zeilinger، W.W.، Non-Vestoid المرشحة الكويكبات في الحزام الرئيسي الداخلي ، أسترون. الفلك. 2017 ، المجلد. 599. Pravec، P. and Harris، A.W.، Binary asteroid Population. 1. محتوى الزخم الزاوي ، إيكاروس ، المجلد. 190 ، ص.250-259.

Pravec، P.، Fatka، P.، Vokrouhlický، D.، Scheirich، P.، Ďurech، J.، Scheeres، DJ، Kušnirak، P.، Hornoch، K.، Galad، A.، Pray، DP، Krugly، Yu.N.، Burkhonov، O.، Ehgamberdiev، Sh.A.، Pollock، J.، Moskovitz، N.، Thirouin، A.، Ortiz، JL، Morales، N.، Husarik، M.، Inasaridze، R. Ya.، Oey، J.، Polishook، D.، Hanuš، J.، Kučakova، H.، Vraštil، J.، Vilagi، J.، Gajdoš، Š.، Kornoš L.، Vereš P.، Gaftonyuk، NM، Hromakina، T.، Sergeyev، AV، Slyusarev، IG، Ayvazian، VR، Cooney، WR، Gross، J.، Terrell، D.، Colas، F.، Vachier، F.، Slivan، S.، Skiff، B. ، Marchis ، F. ، Ergashev ، KE ، Kim ، D.-H. ، Aznar ، A. ، Serra-Ricart ، M. ، Behrend ، R. ، Roy ، R. ، Manzini ، F. ، and Molotov ، IE ، أزواج الكويكبات: صورة معقدة ، إيكاروس ، 2019 ، المجلد. 333 ، ص 429-463.

Spoto ، F. ، Milani ، A. ، and Knezevic ، Z. ، أعمار عائلة الكويكب ، إيكاروس ، 2015 ، المجلد. 257 ، ص 275 - 289.

Viikinkoski، M.، Kaasalainen، M.، and Durech، J.، ADAM: طريقة عامة لاستخدام أنواع البيانات المختلفة في إعادة بناء الكويكبات ، أسترون.الفلك. 2015 ، المجلد. 576 ، مؤلف. أ 8.


محتويات

من الناحية الحسابية ، الدوران هو حركة جسم صلبة ، على عكس الترجمة ، تحافظ على نقطة ثابتة. ينطبق هذا التعريف على الدورات داخل البعدين وثلاثة أبعاد (في المستوى وفي الفضاء ، على التوالي).

جميع حركات الجسم الجامدة عبارة عن تناوب أو ترجمة أو مزيج من الاثنين.

الدوران هو ببساطة اتجاه شعاعي تقدمي إلى نقطة مشتركة. هذه النقطة المشتركة تقع داخل محور تلك الحركة. المحور 90 درجة عموديًا على مستوى الحركة. إذا كان محور الدوران يقع خارج الجسم المعني ، فيُقال إن الجسم يدور في المدار. لا يوجد فرق جوهري بين "الدوران" و "المدار" و أو "الدوران". التمييز الأساسي هو ببساطة حيث يقع محور الدوران ، إما داخل أو خارج الجسم المعني. يمكن إثبات هذا التمييز لكل من الأجسام "الصلبة" و "غير الصلبة".

إذا كان هناك دوران حول نقطة أو محور متبوعًا باستدارة ثانية حول نفس النقطة / المحور ، ينتج عن دوران ثالث. عكس (معكوس) الدوران هو أيضًا دوران. وبالتالي ، فإن الدورات حول نقطة / محور تشكل مجموعة. ومع ذلك ، قد يؤدي الدوران حول نقطة أو محور والدوران حول نقطة / محور مختلف إلى شيء آخر غير الدوران ، على سبيل المثال ترجمة.

تناوب حول x, ذ و ض تسمى المحاور التناوب الرئيسي. يمكن إجراء الدوران حول أي محور عن طريق الدوران حول x ، متبوعًا بالدوران حول ذ ، ويتبعه دوران حول ض محور. وهذا يعني أن أي دوران مكاني يمكن أن يتحلل إلى مجموعة من الدورات الرئيسية.

يعتبر الدوران ظاهرة شائعة في علم الفلك. تدور النجوم والكواكب والأجسام المماثلة حول محاورها. تم قياس معدل دوران الكواكب في النظام الشمسي أولاً عن طريق تتبع الميزات المرئية. يتم قياس الدوران النجمي من خلال إزاحة دوبلر أو عن طريق تتبع خصائص السطح النشطة.

يؤدي هذا الدوران إلى تسارع الطرد المركزي في الإطار المرجعي للأرض والذي يبطل تأثير الجاذبية بشكل طفيف كلما اقتربنا من خط الاستواء. تجمع جاذبية الأرض بين تأثيرات الكتلة بحيث يكون وزن الجسم أقل قليلاً عند خط الاستواء منه عند القطبين. آخر هو أنه بمرور الوقت تتشوه الأرض قليلاً إلى كروي مفلطح يتطور انتفاخ استوائي مماثل للكواكب الأخرى.

نتيجة أخرى لدوران الكوكب هي ظاهرة الاستباقية. مثل الجيروسكوب ، فإن التأثير الكلي هو "تذبذب" طفيف في حركة محور الكوكب. يبلغ ميل محور الأرض حاليًا إلى مستواها المداري (ميل مسير الشمس) 23.44 درجة ، لكن هذه الزاوية تتغير ببطء (على مدى آلاف السنين). (انظر أيضًا بداية الاعتدالات ونجم القطب).

التناوب والثورة تحرير

في حين أن الثورة غالبًا ما تستخدم كمرادف للدوران ، في العديد من المجالات ، لا سيما علم الفلك والمجالات ذات الصلة ، يتم استخدام الثورة ، التي يشار إليها غالبًا باسم الثورة المدارية من أجل الوضوح ، عندما يتحرك جسم ما حول الآخر بينما يتم استخدام الدوران للإشارة إلى الحركة حول محور. تدور الأقمار حول كوكبها ، والكواكب تدور حول نجمها (مثل الأرض حول الشمس) والنجوم تدور ببطء حول مركز المجرة. إن حركة مكونات المجرات معقدة ، لكنها عادة ما تتضمن عنصر دوران.

رجوع التناوب تحرير

تدور معظم الكواكب في نظامنا الشمسي ، بما في ذلك الأرض ، في نفس اتجاه دورانها حول الشمس. الاستثناءات هي فينوس وأورانوس. يدور أورانوس تقريبًا على جانبه بالنسبة إلى مداره. تشير التكهنات الحالية إلى أن أورانوس بدأ بتوجه نموذجي للتقدم ، وصدم من جانبه بتأثير كبير في وقت مبكر من تاريخه. قد يُنظر إلى الزهرة على أنها تدور ببطء للخلف (أو "مقلوبة"). الكوكب القزم بلوتو (كان يُعتبر سابقًا كوكبًا) شاذ من هذا القبيل وبطرق أخرى.

تُعطى سرعة الدوران بالتردد الزاوي (راد / ث) أو التردد (عدد الدورات في كل مرة) ، أو الفترة (الثواني ، الأيام ، إلخ). المعدل الزمني لتغيير التردد الزاوي هو التسارع الزاوي (راديان / ث²) الناتج عن عزم الدوران. تُعطى النسبة بين الاثنين (ما مدى ثقل الدوران أو إيقافه أو تغييره) في لحظة القصور الذاتي.

متجه السرعة الزاوية (a ناقل محوري) يصف أيضًا اتجاه محور الدوران. وبالمثل ، فإن عزم الدوران هو ناقل محوري.

يتم وصف فيزياء الدوران حول محور ثابت رياضيًا مع تمثيل محور-زاوية للدوران. وفقًا لقاعدة اليد اليمنى ، يرتبط الاتجاه بعيدًا عن المراقب بالدوران في اتجاه عقارب الساعة والاتجاه نحو المراقب مع دوران عكس اتجاه عقارب الساعة ، مثل المسمار.

تحرير المبدأ الكوني

يُعتقد حاليًا أن قوانين الفيزياء ثابتة في ظل أي دوران ثابت. (على الرغم من أنها تبدو متغيرة عند عرضها من وجهة نظر دوارة: انظر تدوير الإطار المرجعي.)

في علم الكونيات الفيزيائي الحديث ، المبدأ الكوني هو فكرة أن توزيع المادة في الكون متجانس وخواص عند النظر إليه على نطاق واسع بما يكفي ، حيث يُتوقع أن تعمل القوى بشكل موحد في جميع أنحاء الكون وليس لها اتجاه مفضل ، ويجب ، لذلك ، لا تنتج أي مخالفات ملحوظة في الهيكلة واسعة النطاق على مدار تطور مجال المادة الذي تم وضعه في البداية بواسطة الانفجار العظيم.

على وجه الخصوص ، بالنسبة للنظام الذي يتصرف بنفس الطريقة بغض النظر عن كيفية توجيهه في الفضاء ، فإن لاغرانج الخاص به لا يتغير دورانيًا. وفقًا لنظرية نويثر ، إذا كان الفعل (تكامل لاغرانج مع مرور الوقت) للنظام الفيزيائي ثابتًا أثناء الدوران ، فسيتم الحفاظ على الزخم الزاوي.

دورات أويلر تحرير

توفر دورات أويلر وصفًا بديلاً للتناوب. وهي عبارة عن تكوين من ثلاث دورات يتم تعريفها على أنها الحركة التي تم الحصول عليها عن طريق تغيير إحدى زوايا أويلر مع ترك الثابتين الأخريين. لا يتم التعبير عن دوران أويلر أبدًا من حيث الإطار الخارجي ، أو من حيث إطار الجسم المستدير المتحرك بشكل مشترك ، ولكن في خليط. تشكل محاور مختلطة لنظام الدوران ، حيث تحرك الزاوية الأولى خط العقد حول المحور الخارجي ض، والثاني يدور حول خط العقد والثالث هو دوران جوهري حول محور ثابت في الجسم يتحرك.

تسمى هذه الدورات التدوير ، والمداورة ، و الدوران الجوهري.

في ديناميات الطيران ، تُعرف الدورات الرئيسية الموصوفة بزوايا أويلر أعلاه باسم يقذف, تدحرج و ياو. يستخدم مصطلح الدوران أيضًا في الطيران للإشارة إلى درجة الصعود (يتحرك الأنف لأعلى) للطائرة ، خاصة عند بدء الصعود بعد الإقلاع.

تتميز الدورات الرئيسية بميزة نمذجة عدد من الأنظمة الفيزيائية مثل gimbals و جويستيك ، لذلك يمكن تصورها بسهولة ، وهي طريقة مضغوطة للغاية لتخزين الدوران. لكن من الصعب استخدامها في العمليات الحسابية لأن حتى العمليات البسيطة مثل الجمع بين الدورات تكون باهظة الثمن ، وتعاني من شكل من أشكال قفل gimbal حيث لا يمكن حساب الزوايا بشكل فريد لدورات معينة.

توفر العديد من ألعاب التسلية التناوب. عجلة فيريس لها محور مركزي أفقي ، ومحاور متوازية لكل جندول ، حيث يكون الدوران معاكسًا ، عن طريق الجاذبية أو ميكانيكيًا. نتيجة لذلك ، في أي وقت يكون اتجاه الجندول مستقيماً (غير مستدير) ، تمت ترجمته للتو. يصف طرف ناقل الترجمة دائرة. يوفر الرف الدائري استدارة حول محور عمودي. توفر العديد من الجولات مجموعة من الدورات حول عدة محاور. في كرسي- O- يتم توفير الدوران حول المحور الرأسي ميكانيكيًا ، بينما يرجع الدوران حول المحور الأفقي إلى قوة الجاذبية المركزية. في انقلابات الأفعوانية ، يكون الدوران حول المحور الأفقي واحدًا أو أكثر من الدورات الكاملة ، حيث يبقي القصور الذاتي الناس في مقاعدهم.

عادة ما يسمى دوران الكرة أو أي شيء آخر غزل، يلعب دورًا في العديد من الألعاب الرياضية ، بما في ذلك التنس ، الإنجليزية, إتبع و رسم في البلياردو والبلياردو ، والكرات المنحنية في لعبة البيسبول ، والبولينج الدوراني في لعبة الكريكيت ، ورياضات القرص الطائر ، وما إلى ذلك ، يتم تصنيع مضارب تنس الطاولة بخصائص سطحية مختلفة للسماح للاعب بنقل قدر أكبر أو أقل من الدوران للكرة.

يمكن استدعاء دوران اللاعب مرة أو أكثر حول محور عمودي غزل في التزلج الفني على الجليد ، التدوير (من العصا أو المؤدي) في تدوير العصا ، أو 360, 540, 720، وما إلى ذلك في التزلج على الجليد ، وما إلى ذلك. قد يسمى دوران اللاعب أو المؤدي مرة واحدة أو أكثر حول محور أفقي قلب ، لفة ، شقلبة ، طائرات الهليكوبتر، وما إلى ذلك في الجمباز والتزلج على الماء أو العديد من الرياضات الأخرى ، أو أ واحد ونصف, اثنان و نصف, الرابح (البدء في المواجهة بعيدًا عن الماء) ، وما إلى ذلك في الغوص ، وما إلى ذلك. يُطلق على مجموعة من الدوران الرأسي والأفقي (الوجه الخلفي بزاوية 360 درجة) موبيوس في التزلج على الماء القفز الحر.

دوران اللاعب حول محور عمودي ، بشكل عام بين 180 و 360 درجة ، يمكن أن يسمى أ الخطوة تدور ويستخدم كمناورة خادعة أو تجنب ، أو في محاولة للعب أو تمرير أو استلام كرة أو عفريت ، وما إلى ذلك ، أو لتزويد اللاعب بمشاهدة الهدف أو لاعبين آخرين. غالبًا ما يُرى في الهوكي وكرة السلة وكرة القدم بمختلف الرموز والتنس وما إلى ذلك.

ال النتيجة النهائية أي تسلسل لدورات أي كائن ثلاثي الأبعاد حول نقطة ثابتة يكافئ دائمًا دوران حول محور. ومع ذلك ، قد كائن جسديا قم بالتدوير ثلاثي الأبعاد حول نقطة ثابتة على أكثر من محور في وقت واحد ، وفي هذه الحالة لا يوجد محور دوران واحد ثابت - فقط النقطة الثابتة. ومع ذلك ، يمكن التوفيق بين هذين الوصفين - يمكن دائمًا إعادة وصف هذه الحركة المادية من حيث محور دوران واحد ، بشرط أن يُسمح بتغير اتجاه هذا المحور بالنسبة للكائن لحظة بلحظة.

لا تمتلك الدورات ثنائية الأبعاد ، على عكس التدويرات ثلاثية الأبعاد ، أي محور دوران. هذا يعادل ، بالنسبة للتحولات الخطية ، القول بأنه لا يوجد اتجاه في المكان الذي لم يتغير من خلال دوران ثنائي الأبعاد ، باستثناء الهوية بالطبع.

إن مسألة وجود مثل هذا الاتجاه هي مسألة وجود ناقل eigenvector للمصفوفة A يمثل الدوران. كل دوران ثنائي الأبعاد حول الأصل بزاوية angle < displaystyle theta> في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة يمكن تمثيله بكل بساطة بالمصفوفة التالية:

يؤدي تحديد قيمة eigenvalue القياسي إلى المعادلة المميزة


الكويكب & # x2013 أجسام متصلة في النظام الشمسي

في هذا الاستعراض الذي تم تقديمه في اجتماع الجمعية الملكية ، "علم الكواكب بعد روزيتا" ، أقدم نظرة عامة على دراسات أجسام النظام الشمسي الصغيرة التي تظهر خصائص كل من الكويكبات والمذنبات (مع التركيز على ما يسمى بالكويكبات النشطة). يشار إليها أحيانًا باسم `` الأجسام الانتقالية '' ، وربما يتم وصف هذه الأجسام بشكل أكثر ملاءمة بأنها `` كائنات متصلة '' ، لتعكس الفكرة القائلة بأنه بدلاً من تمثيل حالات تطورية انتقالية فعلية بين الكويكبات والمذنبات ، فإنها تنتمي ببساطة إلى عموم السكان من الشمس الصغيرة. أجسام النظام التي تصادف أنها تعرض نطاقًا مستمرًا من الخصائص الملاحظة والفيزيائية والديناميكية. تعتبر الأجسام المستمرة مثيرة للاهتمام لأنها تمتلك العديد من الخصائص التي تجعل المذنبات الكلاسيكية مثيرة للاهتمام للدراسة (مثل التركيبات البدائية نسبيًا ، وطرد المواد السطحية وتحت السطحية في الفضاء حيث يمكن دراستها بسهولة أكبر ، والخصائص المدارية التي تسمح لنا بأخذ عينات من المواد من الأجزاء البعيدة من النظام الشمسي التي لا يمكن الوصول إليها بطريقة أخرى) ، مع السماح لنا بدراسة مناطق النظام الشمسي التي لم يتم أخذ عينات منها بواسطة المذنبات الكلاسيكية.

هذه المقالة جزء من العدد الموضوع تحت عنوان "علم الكواكب بعد رشيد".

1. الخلفية

من المفهوم الكلاسيكي أن الكويكبات هي أجسام خاملة تتكون أساسًا من مادة غير متطايرة. توجد في الغالب في النظام الشمسي الداخلي (داخل مدار كوكب المشتري) حيث يُعتقد أنها تشكلت. في هذه الأثناء ، يُعتقد تقليديًا أن المذنبات هي أجسام غنية بالجليد أصلها من النظام الشمسي الخارجي (خارج مدار نبتون ، في حزام كايبر ، قرص مبعثر أو سحابة أورت) التي تم اضطرابها في مدارات تمر عبر النظام الشمسي الداخلي. أثناء وجودهم في النظام الشمسي الداخلي ، عندما يكونون قريبين بدرجة كافية من الشمس وبالتالي يتم تسخينهم بدرجة كافية ، يؤدي تسامي محتوياتها المتطايرة إلى إطلاق الغاز والغبار ، مما ينتج عنه نشاط مذنب على شكل غيبوبة أو ذيول أو كليهما.

في كثير من أبحاث المذنبات ، والتي تركز عادةً على مذنبات عائلة المشتري (JFCs) والمذنبات من نوع Halley (HTCs) والمذنبات طويلة المدى (LPCs) ، فإن الهدف الأساسي الأساسي هو استنتاج تفاصيل حول درجة الحرارة والتركيب. والهيكل الديناميكي للنظام الشمسي المبكر ، وكذلك للتعرف على تكوين النظام الشمسي وتطوره. هذا أيضًا هدف متكرر لدراسات الكويكبات والنيازك ، لكن المذنبات لها خصائص معينة تجعلها ذات قيمة خاصة لمعالجة هذه الموضوعات.

أولاً ، تعني الحالات الجليدية الحالية للمذنبات أن محتوياتها من المرجح أن تكون أكثر بدائية وتمثل عينات محفوظة بشكل أفضل من النظام الشمسي المبكر من الكويكب أو مادة النيزك. في حالات الكويكبات والنيازك ، يشير عدم وجود جليد كبير (وفي كثير من الحالات ، وجود المعادن الرطبة التي تشكلت في وجود الماء السائل) إلى تاريخ من المعالجة الحرارية الهامة من خلال التسخين الإشعاعي أو الشمسي ، بينما لا يزال - من المحتمل أن يكون الجليد المذنبات المجمد قد خضع على الأقل لمعالجة حرارية أقل إلى حد ما (على الرغم من أنه من المحتمل أيضًا ألا يكون نقيًا تمامًا).

ثانيًا ، تعني طبيعة نشاط المذنبات ذاتها أن المادة من السطح ، وأحيانًا من السطح السفلي ، لجسم المذنبات يتم إطلاقها في الفضاء. هناك ، يصبح خاضعًا لمجموعة من أجهزة التحكم عن بعد و فى الموقع طرق التحليل التي لا يمكن تطبيقها على السطح الصلب الخامل لكويكب غير نشط [1-13].

أخيرًا ، عادةً ما يكون للمذنبات الكلاسيكية مدارات تنقلها من الفضاء العابر لنبتون إلى مسافة قريبة من الأرض ، حيث يمكن دراستها بتفصيل أكبر بكثير مما يمكن دراستها في مناطق المصدر الأصلية (المفترضة) في النظام الشمسي الخارجي. عندما تتحرك المذنبات على طول مداراتها شديدة الانحراف ، تخضع المذنبات أيضًا لتغيرات جذرية في درجة الحرارة والتي يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لتركيباتها نظرًا لدرجات الحرارة المختلفة التي تتسامح فيها الأنواع المتطايرة المختلفة. وبالتالي ، تسمح لنا هذه الخصائص الديناميكية بشكل أساسي بدراسة عينات من النظام الشمسي الخارجي على مستوى من التفاصيل وعلى مجموعة من الظروف البيئية التي قد تكون مستحيلة مع قدراتنا التكنولوجية الحالية.

نما عدد الأجسام التي تظهر الخصائص الفيزيائية والديناميكية لكل من المذنبات والكويكبات بشكل مطرد في السنوات الأخيرة حيث كشفت الدراسات الاستقصائية عن أمثلة للأجسام النادرة وأصبحت التحليلات الفيزيائية أكثر تعقيدًا. على هذا النحو ، فإن الفروق التقليدية بين الكويكبات والمذنبات غير واضحة ، مما يتطلب منا أن نكون أكثر تحديدًا حول المعاني الدقيقة لهذه المصطلحات في سياقات معينة (مع إدراك أن هذه المعاني قد تكون مختلفة في سياقات مختلفة). من ناحية أخرى ، فإن انتشار الأجسام التي تظهر على الأقل بعض خصائص المذنبات ، إن لم يكن غيرها ، يعني أنه يمكننا الاستفادة من بعض الخصائص التي تمت مناقشتها أعلاه والتي تجعل المذنبات الكلاسيكية مثيرة للدراسة من أجل دراسة أنواع أخرى من النظام الشمسي كائنات تستخدم مجموعة واسعة من التقنيات المختلفة عما كانت عليه في الماضي.

في هذا الاستعراض المقدم في اجتماع الجمعية الملكية ، "علم الكواكب بعد روزيتا" ، أقدم نظرة عامة واسعة على دراسات أجسام النظام الشمسي الصغيرة التي تظهر خصائص كل من الكويكبات والمذنبات (مع التركيز بشكل خاص على ما يسمى بالكويكبات النشطة). يشار إليها أحيانًا باسم "الكائنات الانتقالية" ، وربما يتم وصف هذه الأجسام بشكل أكثر ملاءمة بأنها "كائنات متصلة". بعبارة أخرى ، بدلاً من أن تمثل بالضرورة حالات تطورية انتقالية تتطور من خلالها المذنبات إلى كويكبات أو العكس ، تنتمي هذه الأجسام ببساطة إلى عامة السكان لأجسام النظام الشمسي الصغيرة التي تظهر مجموعة مستمرة من الخصائص الفيزيائية والديناميكية لكل منهما. الكويكبات والمذنبات. للحصول على وجهات نظر إضافية ، تتم الإشارة إلى القارئ أيضًا في المراجعات السابقة في الأدبيات [14 ، 15].

2. أنواع الكائنات المتصلة

(أ) المذنبات الخاملة والمنقرضة

أدرك علماء الفلك منذ فترة طويلة احتمالية الخلط بين المذنبات غير النشطة والكويكبات. بحلول عام 1970 ، لاحظ العديد من المؤلفين بالفعل أوجه التشابه الديناميكي بين الكويكبات غير النشطة على ما يبدو ، مثل كويكبات أبولو وعمور ، والمذنبات قصيرة المدى ، بالإضافة إلى احتمال ظهور المذنبات المعروفة سابقًا غير نشطة تمامًا على أجزاء معينة من مداراتها [ 16،17]. تم طرح فرضية مفادها أن هذه الأجسام ، وكذلك المذنبات منخفضة النشاط مثل 28P / Neujmin 1 و 49P / Arend-Rigaux ، يمكن أن تمثل مراحل انتقالية بين المذنبات والكواكب الصغيرة (أي الكويكبات). ومع ذلك ، لوحظ أنه لا يزال من الممكن تحديد الأصول المذنبة لهذه الأجسام من خلال معايير ديناميكية ، مثل عمرها الديناميكي [17]. تم اعتماد معيار ديناميكي أكثر وضوحًا للتمييز بين مدارات الكويكبات والمذنبات في شكل ثابت Tisserand (تيي) ، أو معلمة Tisserand ، وهي كمية محفوظة في الغالب في مشكلة ثلاثية الأجسام الدائرية المقيدة ، ويتم تقديمها بواسطة

نظر العديد من الباحثين على مدى العقود العديدة الماضية في حالات المذنبات التي لا تظهر نشاطًا في أوقات معينة ، مثل عندما تكون بعيدة عن الشمس حيث تكون درجات الحرارة منخفضة جدًا لدفع التسامي ، كنتيجة للغطاء ، أو في نهاية الأعمار النشطة عندما تكون أحداث التسامي المتكررة قد استنفدت إمداداتها المتقلبة [22-24]. هذه الكويكبات المزعومة على مدارات المذنبات (أي المدارات ذات تيي& lt3) ، أو ACOs ، كانت موضوعات لدراسات رصدية مختلفة تهدف إلى تأكيد الطبيعة المذنبة لهذه الأجسام [25 ، 26] وتقدير مساهمة هذه الأجسام في مجموعة الأجسام القريبة من الأرض (NEO). أظهر مسح البياض لـ 32 كويكبًا مع مجموعة من أنواع المدارات وجود ارتباط مذهل بين منخفض تيي القيم والبيدوس مع 64 ± 5٪ من الكائنات ذات تيي& lt3 تحتوي على ألبيدوس منخفضة "تشبه المذنب" (أي ص& lt0.075) ، مما دفع المؤلفين إلى استنتاج أن المذنبات الخاملة أو المنقرضة يمكن أن تشكل 4٪ من مجموعة الأجسام القريبة من الأرض المعروفة [27]. تم دعم هذه النتيجة من خلال دراسة التحليل الطيفي والبياض لـ 55 الأجسام القريبة من الأرض التي وجدت أن 54 ± 10٪ من الأجسام القريبة من الأرض ذات تيي& lt3 لها أطياف "شبيهة بالمذنب" (أي متوافقة مع كويكبات من النوع C- أو P- أو T- أو D) أو ألبيدوس ، واستنتجت أن 8 ± 5٪ من الأجسام القريبة من الأرض يمكن أن تكون نائمة أو منقرضة [28] ، حيث تتوافق الدراسات تقريبًا مع دراسة ديناميكية قدرت مساهمة إجمالية تقارب 6٪ في عدد الأجسام القريبة من الأرض الحالية من JFCs الخامدة أو المنقرضة [29]. حاولت دراسات الرصد الأخرى أيضًا بشكل عام التحقيق في الحالة النهائية للتطور الفيزيائي للمذنبات [30] ، مع بعض المحاولات أيضًا لربط هذه الأجسام بإيصال النيازك التي يحتمل أن تكون مذنبة إلى الأرض [31].

استنتاجات هذه الدراسات غير مؤكدة حتمًا نظرًا للتشابه بين أطياف نوى المذنبات وتلك الخاصة بالكويكبات من النوع C- و P- و T- و D [25 ، 28] ، والتي تشكل معظم الكويكبات المرصودة في الحزام الخارجي الرئيسي ، تجمعات Hilda و Jovian Trojan [32-36] ، يمكن أن يكون أي منها أيضًا مصدرًا للأجسام القريبة من الأرض ذات البياض المنخفض المرصودة ، والتي تشبه الأطياف "المذنبات". إن تحديد المذنبات النشطة سابقًا عبر الوسائل الديناميكية أمر معقد أيضًا بسبب حقيقة ذلك تيي في الواقع لا يتم حفظه دائمًا (§3) ، مما يعني أن مجموعة ACOs يمكن أن تحتوي على جزء كبير من الأجسام التي هي في الأصل من حزام الكويكبات الرئيسي وليست من أصل مذنب [37–39]. ومع ذلك ، هناك دراسات ديناميكية أكثر تفصيلاً لهذه الأشياء التي تعتمد على خصائص ديناميكية أخرى غير تيي وبدلاً من ذلك ، فإن استخدام عمليات محاكاة رقمية مفصلة يمكن أن يعطي إحساسًا أفضل بأصول الأشياء [40] ، ويمكن أيضًا تحديد المذنبات شبه الخاملة ببساطة عن طريق إجراء عمليات بحث عميقة عن النشاط المتبقي. في الواقع ، كشفت عمليات البحث هذه أحيانًا عن دليل على نشاط منخفض المستوى (على سبيل المثال في حالات P / 2003 WY25= 289P / Blanpain و (3552) Don Quixote ، من بين آخرين [41،42]) ، ولكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لمعظم ACOs.

(ب) الكويكبات النشطة

(ط) نظرة عامة

على النقيض من ACOs ، والتي هي الكويكبات الرصدية والمذنب ديناميكيًا (أي have تيي& lt3) ، فإن الكويكبات النشطة هي مذنبة من منظور الرصد وكويكب ديناميكي (أي لديها تيي& GT3) [43]. كان النوع الأول من الكويكبات النشطة التي ظهرت للضوء هي مذنبات الحزام الرئيسي (MBCs) ، والتي تدور تمامًا داخل حزام الكويكبات الرئيسي ولكنها تعرض فقدان كتلة يشبه المذنبات (على الأقل جزئيًا) بسبب تسامي الجليد المتطاير. ، 45]. لكن في السنوات الأخيرة ، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن أحداث فقدان الكتلة الشبيهة بالمذنب بسبب مجموعة واسعة بشكل غير متوقع من التأثيرات أو مجموعات التأثيرات ممكنة للأجسام في مدارات تشبه الكويكبات (مما أدى إلى Bauer وآخرون. [46] لاقتراح المصطلح الأكثر عمومية لأجسام الحزام الرئيسي النشطة ، أو AMBOs). بالإضافة إلى التسامي ، هناك آليتان من أكثر آليات توليد النشاط شيوعًا التي تم استنتاجها وهما تعطيل التأثير وزعزعة الاستقرار الدوراني. الكويكبات النشطة التي لا يُعزى نشاطها الشبيه بالمذنب جزئيًا على الأقل إلى التسامي ، وبدلاً من ذلك يبدو أنها ناتجة عن الاصطدامات أو الدوران أو التأثيرات المدمرة الأخرى ، غالبًا ما يشار إليها باسم الكويكبات المعطلة [47]. لإجراء مناقشات تفصيلية حول هذه الكائنات ، تتم إحالة القراء المهتمين إلى المراجعات الحديثة لـ MBC [45،48] والكويكبات النشطة بشكل عام [43] ، على الرغم من أنني سأبرز الجوانب الرئيسية لهذه الكائنات هنا.

(2) مذنبات الحزام الرئيسي

تم التعرف عليها لأول مرة كفئة جديدة من الأجسام المذنبة في عام 2006 [44] ، وقد اجتذبت MBC الاهتمام لأن الجليد الحالي غير المتوقع (نظرًا لموقعه في النظام الشمسي الداخلي الدافئ) يعني ضمنيًا من خلال نشاطها الذي يحركه التسامي على ما يبدو أنه يمكن تُستخدم كمجسات تركيبية لجليد النظام الشمسي الداخلي وأيضًا كوسيلة لاختبار الفرضيات القائلة بأن الأجسام الجليدية من منطقة الحزام الرئيسي للنظام الشمسي يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في التوصيل البدائي للمياه إلى الكواكب الأرضية [49] 52]. في حين أن الأدلة النيزكية والطيفية على وجود المياه الماضية في كويكبات الحزام الرئيسي كانت متاحة منذ فترة طويلة في شكل اكتشافات للمعادن المائية في كل من النيازك المرتبطة بالكويكبات في الحزام الرئيسي والتحليل الطيفي البعيد للكويكبات نفسها [53-56] ، يشير النشاط الذي تمت ملاحظته لـ MBCs إلى وجود جليد مائي موجود حاليًا في حزام الكويكبات والذي يمكن أن يمثل بعضًا من أفضل المواد المحفوظة من هذا الجزء من النظام الشمسي المتاح للدراسة اليوم. يتم تعزيز هذه الإمكانية لاستخدام MBC كمجسات تركيبية للنظام الشمسي الداخلي المبكر من خلال الدراسات الديناميكية التي تشير إلى أن العديد منها يبدو مستقرًا ديناميكيًا وبالتالي من غير المحتمل أن تكون مذنبات كلاسيكية من النظام الشمسي الخارجي التي تطورت بطريقة ما في مدارات شبيهة بالحزام الرئيسي [57-61].

بدءًا من تحليل أول MBC الذي تم اكتشافه ، 133P / Elst-Pizarro ، كان لابد من استنتاج وجود انبعاثات غبار مدفوعة بالتسامي في MBCs بشكل غير مباشر [62]. حاليًا ، تعتبر أحداث انبعاث الغبار المتكررة بالقرب من ممرات الحضيض مع فترات الهدوء المتداخلة واحدة من أقوى المؤشرات التي يمكن ملاحظتها على أن الجسم يُظهر نشاطًا مدفوعًا بالتسامي [47]. ويرجع ذلك إلى أنه من غير المتوقع أن تكون محركات النشاط المحتملة الأخرى (مثل التأثير أو اضطراب الدوران) قادرة على إنتاج مثل هذا السلوك بشكل معقول في مثل هذه الترددات العالية (الأوقات المنقضية بين ممرات الحضيض اللاحقة ، أي فترات المدار ، بالنسبة لـ MBCs تميل إلى أن تكون من رتبة 5-6 سنوات ، أقصر بكثير من النطاق الزمني المتوقع للتأثيرات المتكررة ذات الحجم الكافي على جسم واحد) أو الانتظام (لا يُتوقع حدوث تأثيرات أو اضطرابات في الدوران بشكل موثوق على نطاقات زمنية تتزامن مع فترة مدار جسم ما).

يمكن أيضًا استخدام النمذجة الرقمية للغبار من نوع Finson-Probstein [63] للمساعدة في تحديد طبيعة انبعاث الغبار الشبيه بالمذنب المرصود من مرشح MBC من خلال تقييد المدة والخصائص الأخرى لحدث الانبعاث. يقوم هذا النوع من التحليل بنماذج السلوك الديناميكي لحبيبات الغبار بأحجام مختلفة التي يتم إخراجها في أوقات مختلفة ويهدف إلى استنتاج خصائص حدث انبعاث الغبار (مثل توزيع حجم الجسيمات وسرعات الطرد ومدة الانبعاث) من خلال تحديد معلمات النموذج اللازمة لإعادة إنتاج نشاط المذنب المرصود [58،64،65]. يعتمد استخدام النمذجة من نوع Finson-Probstein لتحديد النشاط المحتمل الذي يحركه التسامي على افتراض أنه طالما ظل الجليد المكشوف على جسم ما في درجة حرارة كافية للتسامح ولم يتم استنفاده بالكامل بعد ، فإن فقدان الكتلة سيستمر في بطريقة مستدامة ، مما يعني أن معلمات النموذج المقابلة لأحداث الانبعاث طويلة الأمد يجب أن تنتج أفضل تطابق مع الملاحظات. وفي الوقت نفسه ، من المتوقع أن ينتج عن أحداث اضطراب التأثير أحداث انبعاث غبار شبه اندفاعية (أي تحدث في وقت التأثير) مع القليل من إنتاج الغبار الإضافي أو عدم إنتاجه على الإطلاق بعد حدث التأثير الأولي ، مما يعني أن نماذج الانبعاث النبضي أو على الأقل قصير الأمد يجب أن تنتج أفضل ما يناسب الملاحظات.

هناك حاجة إلى مثل هذه التحليلات غير المباشرة لاستنتاج إجراء التسامي في إنتاج النشاط المرصود لـ MBC المعترف به حاليًا (أو مرشحي MBC) لأنه بينما تم إجراء العديد من المحاولات لتأكيد وجود إطلاق غازات لـ MBC باستخدام التحليل الطيفي خلال السنوات العديدة الماضية ، نجح حتى الآن. وبدلاً من استبعاد وجود انبعاث غازي تمامًا ، فإن عمليات عدم الاكتشاف هذه تشير ببساطة إلى أن معدلات إنتاج أي غازات منتجة من هذه الكائنات أقل من حدود الكشف عن الملاحظات التي تم إجراؤها حتى الآن. تتضمن هذه الملاحظات عادةً إما البحث عن انبعاثات النفثالينات عند 3889 (تُستخدم عادةً كمتتبع لتسامي الماء في JFCs [66]) باستخدام تلسكوبات أرضية كبيرة (فئة 8-10 أمتار) مثل Keck I و Gemini North و South ، Gran Telescopio Canarias ومرفق التلسكوب الكبير جدًا ، أو البحث مباشرة عن H.2O عبر 110–101 الانتقال الدوراني لحالة الأرض عند 557 جيجاهرتز من الفضاء باستخدام تلسكوب هيرشل الفضائي. الحدود العليا لـ CO و CO2 معدلات الإنتاج ( سكو2& lt10 25 mol s −1) من ملاحظات الكويكبات النشطة بواسطة المركبة الفضائية WISE خلال عمليات المسح [46].

معدلات إنتاج المياه الحد الأعلى من أجل سح2اتم الاستدلال على ∼1 × 10 24 –10 26 مول ث −1 من عمليات البحث عن النفثالينات المذكورة أعلاه ([45] والمراجع داخل) ، على الرغم من أن هذه الاستنتاجات H2تفترض معدلات إنتاج O المذنب CN / H2نسب خلط O مماثلة لتلك التي تم قياسها لـ JFCs. بالنظر إلى نتائج النمذجة الحرارية التي تشير إلى أنه يمكن استنفاد MBCs في HCN ، النوع الأصلي لـ CN ، بالنسبة إلى H2O [67] ، قد لا تكون هذه التحويلات مناسبة لـ MBC ، مما يعني أن الحدود العليا لـ H2قد تكون معدلات إنتاج O المقدرة من عمليات البحث عن CN منخفضة جدًا بهامش كبير. عمليات البحث المباشر عن H2O ، مثل تلك التي أجريت لـ MBCs 176P و P / 2012 T1 باستخدام Herschel ، والتي أسفرت عن معدلات إنتاج مياه للحد الأعلى من سح2ا∼4 × 10 25 مول ث −1 و سح2اقد تكون ∼7.63 × 10 25 مول ث ،1 ، على التوالي [68،69] ، أكثر موثوقية.

تصريف بخار الماء لديها تم اكتشافه بشكل مباشر للكوكب القزم الرئيسي (1) سيريس [70] ، ولكن الحجم الأكبر بكثير لسيريس مقارنة بمقياس الكيلومتر (أو الأصغر) يعني على الأرجح أنه يحتل نظامًا فيزيائيًا مختلفًا تمامًا ولا يمكن أن يكون بسهولة المتعلقة بتلك الأشياء الأصغر. المرافق التي تعمل حديثًا أو ستصبح جاهزة للعمل في المستقبل القريب ، مثل مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمترات وتلسكوب جيمس ويب الفضائي قد توفر احتمالات مطورة للكشف عن التقلبات من أجل MBC [71،72] ، ولكن من الممكن أيضًا أن قد يتطلب إجراء مثل هذا الاكتشاف في نهاية المطاف فى الموقع تحقيق من قبل مركبة فضائية زائرة.

(3) الكويكبات المعطلة

تم اكتشاف أول جسمين مشتبه بهما في حزام الكويكبات الرئيسي ، P / 2010 A2 (LINEAR) و (596) Scheila ، لأول مرة في عام 2010 [73-76]. أظهرت نمذجة الغبار بشكل لا لبس فيه إلى حد ما أن حدث انبعاث الغبار الذي حدث في (596) شيلا كان بسبب تأثير مائل تسبب في خروج مخروط غير متماثل تطور بعد ذلك تحت تأثير ضغط الإشعاع [77] ، على الرغم من تحليل النمذجة العددية الإضافية لاحقًا اقترح أن انبعاثات الغبار في P / 2010 A2 ربما كانت بسبب عدم استقرار الدوران [78] ، على الرغم من أن هذا التفسير لا يزال مثيرًا للجدل. على الرغم من أنه لم يتم النظر فيه بشكل شائع من قبل ، فقد اكتسب زعزعة الدوران منذ ذلك الحين قبولًا متزايدًا كسبب معقول لتساقط الكتلة الملحوظة بواسطة الكويكبات ، لا سيما في الحالات التي قد يكون فيها الكويكب بالفعل يدور بالقرب من حد التعطيل الخاص به ثم يتم تسريع تجاوز هذا الحد بواسطة عزم الدوران الإشعاعي (على سبيل المثال تأثير Yarkovsky - O'Keefe - Radzievskii - Paddack أو YORP) [79،80].

توفر اضطرابات الكويكبات في الحزام الرئيسي فرصًا لسبر الخصائص الفيزيائية للكويكبات الفردية وكذلك السكان بشكل عام. لقد ثبت بشكل تجريبي أن التأثيرات يمكن أن تنتج تغيرات ملحوظة في سطح الكويكب [81] ، ويفترض أن ذلك يرجع إما إلى إضافة مادة من المصادم إلى المنطقة المحيطة بموقع التأثير مباشرة ، أو حفر المواد الجوفية على الكويكب المتأثر ، او كلاهما. تشير النمذجة النظرية إلى أنه يمكن إنتاج تغييرات مماثلة يمكن ملاحظتها نتيجة لتساقط الكتلة المرتبط بأحداث زعزعة الدوران [82]. وبالتالي ، إذا كان من الممكن حل العديد من التأثيرات الثانوية (على سبيل المثال ، مساهمة مادة الصدم في خصائص السطح الطيفي المتغيرة للكويكبات المتعطلة بالتصادم) ، فإن دراسة الكويكبات المعطلة يمكن أن يكون لها آثار مهمة على تعزيز فهمنا لعوامل الطقس في الفضاء ، وهي العملية التي تتم من خلال التي يمكن أن يؤدي التعرض لقصف النيازك الدقيقة والرياح الشمسية وأيونات الأشعة الكونية إلى تغيير الخصائص الطيفية لأسطح أجسام النظام الشمسي مثل الكويكبات أو القمر [83،84]. إن فهم التجوية في الفضاء يرقى أساسًا إلى فهم كيفية اختلاف خصائص المواد السطحية (عادةً المادة الوحيدة التي يمكننا ملاحظتها فعليًا) على الكويكبات عن المواد الداخلية لتلك الكويكبات ، والتي تشكل بالطبع الغالبية العظمى من محتواها الكتلي. من خلال توفير الحالات التي تكون فيها كل من المواد السطحية التي تعرضت للعوامل الجوية والمواد الداخلية المكشوفة موجودة في نفس الوقت على نفس الكويكب ، يمكن أن تعمل الكويكبات المعطلة كمختبرات طبيعية للباحثين الذين يسعون إلى فهم هذه الظاهرة المهمة.

يمكن أن تكشف خصائص أحداث الاضطراب التصادمي والدوراني أيضًا معلومات حول البنية الداخلية وخصائص المواد للكويكبات المعطلة. يمكن استخدام النماذج التحليلية المقترنة بالمعلومات المستقاة من الاختبارات المعملية للتنبؤ بالنتائج (مثل أحجام الحفرة) من التأثيرات بين الأجسام ذات التركيبات المختلفة والمسامية الداخلية وبسرعات وزوايا وقوع مختلفة ، والتي يمكن مقارنتها بعد ذلك مع الملاحظات [85-87] . وبالمثل ، تتنبأ النماذج النظرية للكويكبات مع وجود اختلافات في بنيتها الداخلية بأنماط فشل مختلفة (أي اضطراب) [88،89] ، مما يمكّن المحققين من استخدام أحداث اضطراب الدوران المرصودة لتقييد الخصائص المادية للأجسام المعطلة [90].

بالنظر إلى الصورة الأوسع ، معرفة المعدلات التي تحدث بها الصدمات والاضطرابات الدورانية وتوزيعها المكاني في حزام الكويكبات يمكن أن يساعد المحققين في تقييد خصائص مجموعة أجسام الحزام الرئيسي التي لا يمكن رؤيتها بمقياس متر أو 10 أمتار والتي قد تلعب الدور المهيمن للمصادمات في اضطرابات الاصطدام [74،91] بالإضافة إلى توفير قيود على احتمالية حدوث اضطرابات دوران للكويكبات المختلفة بناءً على خصائصها المادية [92]. قد يتمكن الباحثون بعد ذلك من صقل النماذج التطورية لحزام الكويكبات التي يوفر لها تشكيل توزيع حجم الكويكبات عن طريق عمليات الاصطدام والدوران وتعداد الأجسام الصغيرة جدًا (أقطار & لتر 1 كم) قيودًا مهمة [93،94]. بالطبع ، يعتمد تحقيق هذه الأهداف أولاً على الاكتشافات المنهجية المستمرة لأحداث الاضطراب ، وهو مجال أصبحت فيه المسوحات الحالية فعالة بشكل معقول ، على الرغم من أن معدلات الاكتشاف لا تزال أقل بكثير مما هو ضروري لإجراء دراسات ذات مغزى إحصائيًا في أي وقت في المستقبل القريب. [95].

(4) الكويكبات النشطة الأخرى

في حين أن جميع MBC (بحكم التعريف) ومعظم الكويكبات المعطلة المعروفة تدور في حزام الكويكبات الرئيسي ، فإن بعض الأجسام النشطة (أو الأجسام النشطة المشتبه بها) لا توجد في حزام الكويكبات ، ومع ذلك لديها مدارات بها تيي& gt3 (مما يعني أنها نشأت على الأقل في حزام الكويكبات الرئيسي) وبالتالي ، تلبي تعريف الكويكبات النشطة. من الأمثلة البارزة على هذه الأجسام الكويكبات (2201) Oljato و (3200) Phaethon ، و Comet 107P / Wilson-Harrington (المعروف أيضًا باسم (4015) Wilson-Harrington).

ارتبط Oljato بتحسينات المجال المغناطيسي بين الكواكب التي تم اكتشافها بواسطة المركبة الفضائية Pioneer Venus والتي تُعزى إلى فقدان كتلة محتمل شبيه بالمذنب من الجسم [96] ، وأيضًا أظهر مرة واحدة انعكاسًا فوق بنفسجي مرتفعًا بشكل غير متوقع ربما بسبب إطلاق غازات المذنبات [97]. ومع ذلك ، لم يتم ملاحظة أي انبعاثات غبار مرئية لهذا الجسم. في هذه الأثناء ، يُعتقد أن فايثون مرتبط ديناميكيًا بدش نيزك Geminid السنوي لسنوات عديدة [98،99] ، مما يشير إلى أن فقدان الكتلة الشبيه بالمذنب من الجسم هو المسؤول عن إنتاج تيار نيزك Geminid ، ولكن مثل Oljato ، كان لوحظ أنه غير نشط بشكل واضح لمعظم ذلك الوقت [100]. تم اكتشاف انبعاث الغبار المرئي أخيرًا في فايثون مؤخرًا بواسطة مرصد STEREO الشمسي التابع لناسا والذي كان قادرًا على مراقبة الجسم بينما كان قريبًا جدًا من الشمس. يُعزى انبعاث الغبار هذا إلى التصدع الحراري الناجم عن درجات حرارة سطح عالية يعاني منها الجسم بالقرب من وأثناء اقترابه من الشمس بمقدار 0.14 وحدة فلكية أثناء الحضيض الشمسي [101102]. أخيرًا ، تم اكتشاف 107P ليكون نشطًا في مناسبة واحدة فقط في عام 1949 ، حيث أظهر ذيلًا أيونيًا مصممًا ليكون مكونًا من H2O و CO [103] ، ولكن منذ ذلك الحين ، لم يُنظر إليه على أنه نشط مرة أخرى [104].

تم الإبلاغ عن طيف فايثون ليكون مشابهًا للكويكبات من النوع B [105] وتم تصنيف 107P على أنه كويكب من النوع C [106] ، بما يتوافق مع كلا الجسمين الناشئين في حزام الكويكبات الخارجي ، كخصائصهما الديناميكية الحالية (أي تيي& GT3) تشير إلى. كان من الصعب التحقق من التصنيف الطيفي لـ Oljato ، ولكن مثل Phaethon و 107 P ، يبدو أن خصائصه الطيفية على الأقل أكثر اتساقًا مع الكويكبات منها مع نوى المذنبات الكلاسيكية ([107] والمراجع داخلها).

(5) آليات توليد النشاط في الكويكبات النشطة

بينما ركز هذا القسم على الكويكبات النشطة على التسامي ، وتعطيل التأثير ، وزعزعة الدوران ، هناك آليات أخرى يمكن أن تؤدي إلى فقدان كتلة يشبه المذنب على الكويكبات ، بما في ذلك التكسير الحراري (انظر فايثون ، أعلاه ، أو حالة 322P / SOHO 1 [108]) ، كنس الضغط الإشعاعي والرفع الإلكتروستاتيكي [43]. علاوة على ذلك ، من المهم اعتبار أن النشاط لكويكب نشط معين يمكن أن ينتج في الواقع عن طريق مجموعة من التأثيرات ، ويمكن أن يكون للحلقات النشطة الفردية على نفس الكويكب النشط مجموعات مختلفة من آليات القيادة في كل مرة.

على سبيل المثال ، تمت ملاحظة نشاط 133P في عدة مناسبات منفصلة ، وبالتالي يُعتقد بقوة أنه مدفوع بالتسامي. ومع ذلك ، من المعروف أيضًا أن 133P لها فترة دوران قصيرة (صتعفن= 3.471 ح) وربما يكون قد تعرض لتأثير في الماضي حيث كشف الجليد المدفون ، مما أدى إلى نشاطه الحالي الذي يحركه التسامي [62]. وبالتالي ، عندما تم تنشيطه لأول مرة ، يمكن القول إن نشاط 133P تم إنتاجه بواسطة ملف مزيج من التسامي ، وتعطيل التأثير وزعزعة الدوران (حيث لا يتسبب دوران الكائن في فقدان الكتلة من تلقاء نفسه ، ولكن بدلاً من ذلك يقلل من الجاذبية الفعالة للجسم ، مما يسمح للجسيمات التي يتم إطلاقها بواسطة التسامي الضعيف للغاية بالوصول إلى سرعة الهروب وإنتاج انبعاث غبار يمكن ملاحظته). بعد ذلك ، في الحلقات النشطة اللاحقة ، يمكن القول بأن نشاط 133P المستمر يرجع إلى مزيج من التسامي فقط والدوران السريع. وبالمثل ، فإن تفكك P / 2013 R3 (PANSTARRS) يُعزى إلى زعزعة استقرار الدوران بسبب عدم قدرة ضغط الغاز من التسامي على التسبب في تفكك كارثي للجسم.ومع ذلك ، في حين أن الدوران السريع قد تسبب في تفكك الجسم ، فقد لوحظ استمرار إنتاج الغبار على مدى عدة أشهر للأجزاء الفردية ، مما يشير إلى مساهمة إضافية للتسامي ، ربما من المواد الداخلية الجليدية التي تعرضها حدث الانقسام ، إلى استمرار الكائن نشاط [109].

لسوء الحظ ، ليس من الممكن دائمًا تأكيد أو استبعاد جميع الأسباب المحتملة للنشاط المرصود في الكويكبات النشطة. العديد من نوى الكويكبات النشطة صغيرة للغاية (أقطارها 1 كم) ، وتتطلب تلسكوبات كبيرة (أكبر من 8 أمتار) للكشف عنها بينما تكون بعيدة وغير نشطة (وهي المرة الوحيدة التي يمكن فيها قياس خصائص النواة دون تلوث الغبار) [110،111] ، إذا كان من الممكن اكتشافها على الإطلاق. في هذه الحالات ، من الصعب للغاية الحصول على منحنيات ضوئية عالية الجودة لتحديد معدلات الدوران ، مما يعقد الجهود لتحديد معقولية سيناريوهات اضطراب الدوران. كما ذكرنا سابقًا ، يمكن استخدام النشاط المتكرر ونمذجة الغبار لاستنتاج تأثير التسامي ، ولكن تأكيد وجود نشاط متكرر عملية تستغرق وقتًا طويلاً (تتطلب عادةً الانتظار لمدة 5-6 سنوات تقريبًا بعد اكتشاف كويكب نشط لأول مرة. بالعودة إلى الحضيض ، بافتراض ظروف مراقبة مواتية خلال ممر الحضيض التالي ، وهذا ليس هو الحال دائمًا) ، في حين أن نماذج الغبار يمكن أن يتم تقييدها في كثير من الأحيان من خلال الملاحظات مما يجعل من الصعب الوصول إلى استنتاجات لا لبس فيها في بعض الأحيان.

يعد التمييز بين الأنواع المختلفة من الكويكبات النشطة موضوعًا ذا أهمية كبيرة في هذا المجال البحثي لأنه يؤثر بشكل مباشر على الاستراتيجيات المستخدمة لدراسة الكائنات الفردية بالإضافة إلى تفسير وفرة وتوزيع هذه الكائنات حيث يتم اكتشاف المزيد. على هذا النحو ، في المستقبل ، سيكون تطوير تقنيات المراقبة والتحليل والنظرية الجديدة للتحقق من مصادر النشاط المرصود في الكويكبات النشطة ، خاصة لاستنتاج التسامي أو حتى اكتشافه مباشرة ، أمرًا ذا قيمة كبيرة.

(ج) كائنات أخرى متصلة

هناك العديد من الأنواع الأخرى من الكائنات المتصلة التي لا توجد مساحة كافية لها في هذه المراجعة الموجزة لمناقشتها بالتفصيل ، ولكنها تستحق الذكر على الأقل. على سبيل المثال ، ارتبط نشاط المذنبات منذ فترة طويلة بإنتاج تيارات الحطام التي تسبب زخات نيزكية منتظمة على الأرض [112،113]. في حين أن هناك بعض عدم اليقين المرتبط بربط أجسام النظام الشمسي المعروفة بتدفقات النيازك نظرًا لإمكانية المحاذاة المدارية بالصدفة [114] ، إلا أن ارتباط تيار النيزك بجسم غير نشط على ما يبدو لا يزال يوحي بشدة أن هذا الجسم على الأقل مذنب محتمل [ 115]. العديد منها عبارة عن مذنبات نائمة (§2a) ، مما يشير إلى أنها مذنبات نائمة ، لكن البعض الآخر ليس كذلك [116]. كويكب ديناميكي (تيي& gt3) الآباء تيار النيزك مثيرون للاهتمام لأنهم إما أن يكون لديهم أصول كويكب (أي من الحزام الرئيسي) ، مما يثير أسئلة حول أسباب فقدان كتلتها ، أو المذنبات الكلاسيكية (أي من النظام الشمسي الخارجي) التي تطورت إلى كويكب -مثل المدارات ، مما يثير تساؤلات حول عدد مرات حدوث ذلك وتأثيره على تقديراتنا لمساهمة المذنبات في مجموعة الأجسام القريبة من الأرض. أشهر جسم نيزك كويكب ديناميكي معروف هو الوالد Geminid ، (3200) Phaethon (§2b (iv)) ، على الرغم من (1566) Icarus ، (2101) Adonis ، (2201) Oljato (§2b (iv)) و (2212) ) Hephaistos ، من بين أمور أخرى ، كل مع تيي& gt3 ، كانت مرتبطة أيضًا بتيارات النيازك [116].

كويكبات هيلدا ، التي تم العثور عليها خارج حزام الكويكبات الرئيسي في رنين متوسط ​​الحركة 3: 2 مع كوكب المشتري عند 4.0 AU تقريبًا ، وكويكبات Jovian Trojans ، الموجودة في نقطتي L4 و L5 Lagrange للمشتري ، جديرة بالملاحظة أيضًا. كلا المجموعتين يهيمن عليها أنواع الكويكبات البدائية (C ، P ، D) [33،34،36،117] ، حيث تشبه الكويكبات من النوع D من الناحية الطيفية نوى المذنب. على هذا النحو ، على الرغم من أن حزام كويبر والقرص المبعثر هما المصادر الأولية المقبولة عمومًا لـ JFCs [118] ، يُعتقد أن Hildas و Trojans ربما يساهمان أيضًا في تعداد سكان JFC [119-122]. وفي الوقت نفسه ، يُنظر إلى القنطور (وبعضها يظهر نشاطًا) على نطاق واسع على أنها حالة انتقال ديناميكي بين حزام كايبر وكائنات القرص المتناثرة و JFCs [123].

في الآونة الأخيرة ، اكتسبت المذنبات منخفضة النشاط الموجودة في مدارات تشبه LPC ، أو ما يسمى بـ "مذنبات مانكس" ، الانتباه باعتبارها تحقيقات محتملة لنماذج الهجرة الكوكبية المبكرة. تتعلق بفئة كائنات النظام الشمسي المعروفة باسم Damocloids ، وهي كائنات غير نشطة بها تيي≤2 وقد تكون غير نشطة من نوع HTCs و LPCs [124] ، تم افتراض أن مذنبات Manx هي أجسام من النظام الشمسي الداخلي ، وقد يكون بعضها مصنوعًا من مادة غير متجمدة بشكل واضح ، ومعظمها غير جليدي ، والتي تم إخراجها في سحابة أورت خلال عصر هجرة الكواكب ، لكنها تعرضت مؤخرًا للاضطراب في المدارات مما أعادها إلى النظام الشمسي الداخلي [125]. من خلال دراسة خصائصها وتحديد حجم سكان الحالة المستقرة ، يأمل الباحثون في تقييد كمية مواد النظام الشمسي الداخلية التي تم زرعها في الأصل في سحابة أورت بسبب الهجرة الكوكبية واسعة النطاق في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي ، والتي في بدوره سيبلغ التقييمات حول معقولية نماذج تطور النظام الشمسي المتنافسة.

3. ديناميات

أود أن أنهي هذا الاستعراض بمناقشة موجزة لمختلف القضايا الديناميكية المتعلقة بالكويكبات والمذنبات. تقليديًا ، تم اعتبار حزام كويبر مصدرًا لـ JFCs بينما تم اعتبار Oort Cloud مصدر HTCs و LPCs [118،126،127]. كما نوقش أعلاه (§2a) ، فإن استخدام تيي يوفر أيضًا وسيلة بسيطة ولكنها فعالة بشكل عام لتحديد ما إذا كان الكائن يمتلك مدارًا "يشبه المذنب" (تيي& lt3) أو مدار "يشبه الكويكب" (تيي& GT3). التحليلات الديناميكية الحديثة بالإضافة إلى اكتشاف MBC ، والتي تثبت أن كائنات الحزام الرئيسي يمكن أن تحتوي بالفعل على مادة متطايرة كافية لدفع النشاط الكواكب في الوقت الحاضر ، ومع ذلك ، فقد أدت إلى تعقيد هذه المبادئ الديناميكية الأنيقة.

تم إجراء دراسات على مر السنين للتحقق مما إذا كانت مركبات الكربون الكلورية فلورية يمكن أن تتحول إلى كويكب (تيي& gt3) ، وتشير النتائج الحديثة إلى أن هذا ممكن بالفعل [128،129]. صياغة تيي غير كامل لأنه يعتمد على تقريب مثالي للنظام الشمسي حيث الشمس والمشتري هما الأجسام الضخمة الوحيدة ومدار المشتري دائري تمامًا وغير مائل. غاب عن تلك الصيغة النظر في انحراف المشتري في العالم الحقيقي غير الصفري وميله ، وتأثيرات الجاذبية للكواكب الأخرى (والتي من المسلم به أنها ليست ذات أهمية خاصة ، إلا في حالات المواجهات القريبة للغاية) وتأثير عدم الجاذبية. قوى مثل تأثير ياركوفسكي وإطلاق الغازات المذنبة [130].

وجدت دراسة ديناميكية حديثة تتكون من تكاملات عددية لعدد كبير من جسيمات الاختبار الاصطناعية وجميع الكواكب الرئيسية والشمس كاضطرابات في الجاذبية أنه حتى بدون مراعاة قوى الجاذبية ، تيي لا يتم حفظه لجزء لا يستهان به من الأجسام "الشبيهة بالمذنب" في الأصل وكذلك لجزء كبير من الأجسام "الشبيهة بالكويكب" في الأصل [61]. وجدت هذه الدراسة أن جزيئات الاختبار ذات المدارات الشبيهة بمدارات JFC كانت قادرة على التطور إلى مدارات شبيهة بالحزام الرئيسي باستخدام تيي& gt3 على نطاقات زمنية قصيرة نسبيًا (أقل من 2 Myr) وجسيمات الاختبار ذات المدارات الشبيهة بالحزام الرئيسي في البداية ، كانت قادرة على التطور في مدارات تشبه JFC في نطاقات زمنية مماثلة. ومن المثير للاهتمام ، أنه إذا كانت هذه الأجسام الموجودة في الحزام الرئيسي قادرة على الحفاظ على خزانات كبيرة من الجليد المحفوظ حتى تصل إلى مثل هذه المدارات ، فليس من المستبعد أن يصبح من الممكن تمييزها بعد ذلك عن JFCs `` العادية '' من النظام الشمسي الخارجي ، مما يزيد من الاحتمال المثير للاهتمام أن هذه الدراسات حتى الآن ، ربما تضمنت JFCs على الأقل عددًا قليلاً من الأجسام التي لم تكن من النظام الشمسي الخارجي على الإطلاق ، وبدلاً من ذلك تنحدر فعليًا من حزام الكويكبات الرئيسي.

في عمليات التكامل المذكورة أعلاه ، يبدو أن تأثيرات المواجهات القريبة المتكررة مع الكواكب الأرضية هي المحرك الرئيسي لجسيمات تشبه JFC في البداية إلى مدارات شبيهة بالحزام الرئيسي. لحسن الحظ ، بالنسبة للباحثين الذين يأملون في استخدام MBCs كمتتبع للجليد في حزام الكويكبات ، والذي لا داعي للقول أنه سيكون معقدًا إلى حد كبير بسبب تلوث JFC الكبير للحزام الرئيسي ، فقد شوهدت متداخلات JFC في هذه التكاملات محصورة في ارتفاع- اللامركزية والمدارات عالية الميل ولم تصل إلى المدارات ذات الانحراف المنخفض والميل المنخفض التي يشغلها العديد ، ولكن ليس كل ، من MBC. يتوافق هذا مع عمليات المحاكاة الديناميكية السابقة التي وجدت سلوكًا مشابهًا لعدد من الحيوانات المستنسخة الديناميكية لـ JFCs الحقيقية [128].

إن احتمالية أن يكون بعض الأعضاء الظاهرون في مجموعة JFC يمكن أن يكونوا في الواقع من حزام الكويكبات الرئيسي مدعومًا بشكل أكبر من خلال العمل الذي يظهر أن حفنة من JFC يبدو أن لديها مدارات أكثر استقرارًا من متوسط ​​JFC ، وأن العديد من هذه الأجسام تظهر أيضًا نشاط منخفض بشكل غير عادي بالنسبة إلى المذنبات الأخرى [131]. وجدت الدراسات القائمة على الملاحظة التي نوقشت في الفقرة 2 أ أيضًا العديد من الأجسام ذات البيدوس المرتفع والأنواع التصنيفية الطيفية غير الشبيهة بالمذنب (على سبيل المثال S أو Q) بين مجموعة ACO ، غير المتوافقة مع أصول JFC وأكثر اتساقًا مع الأصول في حزام الكويكبات الرئيسي [27 ، 28،39،132،133].

تجدر الإشارة إلى أن جميع القضايا التي تمت مناقشتها أعلاه تفترض التكوين الحديث للنظام الشمسي. إذا حدثت هجرة كوكبية كبيرة في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي كما تشير نماذج ديناميكية مختلفة ، فقد يكون هناك اختلاط أكبر لمواد النظام الشمسي الداخلي والخارجي (على سبيل المثال ، زرع أجسام عابرة لنبتون في حزام الكويكبات أو مادة كويكب في سحابة أورت [125،134] ) ربما حدث في الماضي ، مما يؤكد أيضًا على أهمية وجود صورة رصدية وديناميكية متماسكة للنظام الشمسي تأخذ في الاعتبار النطاق الكامل للأشياء المتصلة لتحقيق فهم كامل لأصلنا وتاريخنا.

4. الخلاصة

باختصار ، فإن تعداد الأجسام الصغيرة في نظامنا الشمسي اليوم ، بما في ذلك كل من الكواكب الصغيرة والمذنبات الكلاسيكية ، أقل تحديدًا في مجموعات متمايزة من الأجسام مما قد يدفعه النموذج الكلاسيكي إلى الاعتقاد بالماضي. وبدلاً من ذلك ، يبدو أن هذه الكائنات تشغل سلسلة متصلة تغطي النطاق الكامل للخصائص الملاحظة والفيزيائية والديناميكية المنسوبة بشكل كلاسيكي إما إلى الكويكبات أو المذنبات. نحن نعلم الآن أن أجسام الحزام الرئيسي التي يمكن أن تكون نشأت إما في حزام الكويكبات أو في النظام الشمسي الخارجي ، تعمل حاليًا بنشاط على تسامي أجسام الحزام الرئيسي ، والأجسام التي تعرض نشاطًا شبيهًا بالمذنب قد لا يحتوي على محتوى جليدي متطاير على الإطلاق. لقد وجدنا أجسامًا مكونة من مادة تشبه الحزام الداخلي للكويكبات في مدارات شبيهة بالمذنبات طويلة المدى ، وأجسامًا نشطة في مدارات شبيهة بالمذنب قد تنشأ في الواقع من حزام الكويكبات. نحن ندرك الآن أيضًا أنه يمكن العثور على المذنبات الخاملة في كل من المدارات الشبيهة بالمذنبات وغير الشبيهة بالمذنبات. يتنوع عدد الأجسام المتصلة بشكل غير عادي ، حيث يمتلك كل نوع من الأجسام القدرة على الكشف عن رؤى جديدة ومثيرة حول نظامنا الشمسي بسبب مجموعاتها الفريدة من الخصائص المتداخلة التي تشبه المذنبات والكويكبات. نظرًا لهذا التعقيد والاهتمام المتزايد بمعالجة العديد من الأسئلة التي أثارتها حتى الآن ، فمن المرجح أن العديد من النتائج المثيرة للاهتمام تنتظرنا في هذا المجال سريع التطور في السنوات القادمة.

تضارب المصالح

يعلن صاحب البلاغ أنه لا يوجد لديه المصالح المتنافسة.

التمويل

سمو يقر بامتنان بتمويل السفر المقدم من الجمعية الملكية ، والدعم البحثي المقدم من برنامج NASA Planetary Astronomy بموجب المنحة رقم. NNX14AJ38G وبرنامج ناسا لمراقبة النظام الشمسي بموجب منحة لا. NNX16AD68G.


محتويات

التعريف العام للقنطور هو جسم صغير يدور حول الشمس بين المشتري ونبتون ويعبر مدارات واحد أو أكثر من الكواكب العملاقة. بسبب عدم الاستقرار المتأصل على المدى الطويل في المدارات في هذه المنطقة ، حتى القنطور مثل 2000 GM137 و 2001 XZ255 التي لا تعبر حاليًا مدار أي كوكب ، هي في مدارات متغيرة تدريجيًا ستضطرب حتى تبدأ في عبور مدار واحد أو أكثر من الكواكب العملاقة. [1] بعض علماء الفلك يحسبون فقط الأجسام ذات المحاور شبه الرئيسية في منطقة الكواكب الخارجية على أنها قنطور ، بينما يقبل الآخرون أي جسم مع الحضيض في المنطقة ، لأن مداراتهم غير مستقرة بالمثل.

معايير متناقضة تحرير

ومع ذلك ، فإن المؤسسات المختلفة لديها معايير مختلفة لتصنيف الأجسام الحدودية ، بناءً على قيم معينة لعناصرها المدارية:

  • يُعرِّف مركز الكواكب الصغيرة (MPC) القنطور على أنها ذات الحضيض الشمسي خارج مدار كوكب المشتري (5.2 AU & lt ف ) ومحور شبه رئيسي أقل من محور نبتون ( أ & lt 30.1 AU). [9] على الرغم من أن MPC في الوقت الحاضر غالبًا ما تسرد القنطور وكائنات القرص المتناثرة معًا كمجموعة واحدة.
  • يعرّف مختبر الدفع النفاث (JPL) بالمثل القنطور على أنه يحتوي على محور شبه كبير ، أ، بين كوكب المشتري ونبتون (5.5 AU ≤ أ ≤ 30.1 AU). [10]
  • في المقابل ، يعرّف مسح Ecliptic Survey (DES) القنطور باستخدام مخطط تصنيف ديناميكي. تستند هذه التصنيفات إلى محاكاة التغيير في سلوك المدار الحالي عند تمديده لأكثر من 10 ملايين سنة. يعرّف DES القنطور على أنه أجسام غير رنانة تكون حضيضها اللحظي (المتذبذب) أقل من المحور شبه الرئيسي المتذبذب لنبتون في أي وقت أثناء المحاكاة. يُقصد بهذا التعريف أن يكون مرادفًا لمدارات عبور الكواكب وأن يقترح أعمارًا قصيرة نسبيًا في المدار الحالي. [11]
  • المجموعة النظام الشمسي خارج نبتون (2008) يحدد الكائنات ذات المحور شبه الرئيسي بين تلك الخاصة بكوكب المشتري ونبتون ومعلمة Tisserand المرتبطة بالمشتري أعلى من 3.05 كقنطور ، ويصنف الكائنات مع معلمة Tisserand الخاصة بالمشتري أدناه ، واستبعاد كائنات حزام Kuiper ، قطع الحضيض التعسفي في منتصف الطريق إلى زحل ( ف ≤ 7.35 AU) كمذنبات من عائلة المشتري ، وتصنيف تلك الأجسام في مدارات غير مستقرة مع محور شبه رئيسي أكبر من محور نبتون كأعضاء في القرص المتناثر. [12]
  • يفضل علماء فلك آخرون تعريف القنطور على أنها أجسام غير رنانة ذات الحضيض الشمسي داخل مدار نبتون والتي يمكن أن تظهر على الأرجح أنها تعبر منطقة هيل لعملاق غازي خلال العشرة ملايين سنة القادمة ، [13] بحيث يمكن أن تكون القنطور يُعتقد أنها كائنات منتشرة إلى الداخل وتتفاعل بقوة أكبر وتشتت بسرعة أكبر من كائنات الأقراص المتناثرة النموذجية.
  • تسرد قاعدة بيانات الجسم الصغير JPL 452 قنطورًا. [14] هناك 116 كائنًا إضافيًا عبر نبتون (كائنات ذات محور شبه رئيسي أبعد من محور نبتون ، أي 30.1 AU ≤ أ ) مع الحضيض الشمسي أقرب من مدار أورانوس ( ف ≤ 19.2 AU). [15]

كائنات غامضة تحرير

من شأن معايير Gladman & amp Marsden (2008) [12] أن تجعل بعض الأجسام مذنبات عائلة المشتري: كلاهما Echeclus ( ف = 5.8 AU ، تيي = 3.03) و Okyrhoe ( ف = 5.8 AU تيي = 2.95) تم تصنيفها تقليديًا على أنها قنطور. يُعتبر تقليديًا كويكبًا ، ولكن تم تصنيفه على أنه قنطور بواسطة مختبر الدفع النفاث ، هيدالغو ( ف = 1.95 الاتحاد الافريقي تيي = 2.07) سيغير أيضًا الفئة إلى مذنب عائلة المشتري. Schwassmann-Wachmann 1 ( ف = 5.72 AU تيي = 2.99) على أنهما قنطور ومذنب عائلة المشتري اعتمادًا على التعريف المستخدم.

الكائنات الأخرى التي تم صيدها بين هذه الاختلافات في طرق التصنيف تشمل (44594) 1999 OX 3 ، والتي لها محور شبه رئيسي يبلغ 32 وحدة فلكية ولكنها تعبر مداري كل من أورانوس ونبتون. تم إدراجه على أنه القنطور الخارجي بواسطة مسح الكسوف العميق (DES). من بين القنطور الداخلية ، (434620) 2005 VD ، مع مسافة الحضيض بالقرب من المشتري ، تم إدراجها على أنها سنتور من قبل كل من JPL و DES.

حددت محاكاة مدارية حديثة [4] لتطور أجسام حزام كايبر عبر منطقة القنطور حياة قصيرة العمر "البوابة المدارية"بين 5.4 و 7.8 AU يمر من خلالها 21٪ من جميع القنطور ، بما في ذلك 72٪ من القنطور التي أصبحت مذنبات من عائلة المشتري. ومن المعروف أن أربعة أجسام تحتل هذه المنطقة ، بما في ذلك 29P / Schwassmann-Wachmann ، P / 2010 TO20 LINEAR- Grauer و P / 2008 CL94 Lemmon و 2016 LN8 ، لكن المحاكاة تشير إلى أنه قد يكون هناك طلب 1000 كائن إضافي و GT1 km في نصف القطر لم يتم اكتشافها بعد. يمكن للكائنات في منطقة البوابة هذه عرض نشاط كبير [16] [17] وهي في حالة انتقالية تطورية مهمة تزيد من ضبابية التمييز بين مجموعات مذنبات عائلة القنطور والمشتري.

لم تقم اللجنة المعنية بتسميات الأجسام الصغيرة التابعة للاتحاد الفلكي الدولي بإبداء الرأي رسميًا في أي جانب من النقاش. بدلاً من ذلك ، تبنت اصطلاح التسمية التالي لمثل هذه الأجسام: بما يتناسب مع مداراتها الانتقالية الشبيهة بالقنطور بين أجسام TNO والمذنبات ، "يجب أن تكون الأجسام الموجودة في مدارات غير مستقرة وغير رنانة وعابرة للكوكب العملاق ذات محاور شبه كبيرة أكبر من محاور نبتون" سميت على اسم مخلوقات أسطورية هجينة ومتغيرة الشكل. حتى الآن ، تم تسمية الكائنات الثنائية Ceto و Phorcys و Typhon و Echidna وفقًا للسياسة الجديدة. [18]

قنطور بأقطار مُقاسة مُدرجة ككواكب قزمة محتملة وفقًا لموقع مايك براون على الويب تشمل 10199 تشاريكلو (523727) 2014 NW 65 و 2060 Chiron. [19]

تحرير التوزيع

يوضح الرسم البياني مدارات القنطور المعروفة فيما يتعلق بمدارات الكواكب. بالنسبة للكائنات المحددة ، يتم تمثيل الانحراف المركزي في المدارات بواسطة مقاطع حمراء (تمتد من الحضيض إلى الأوج).

تظهر مدارات القنطور نطاقًا واسعًا من الانحرافات ، بدءًا من الانحراف الشديد (Pholus ، Asbolus ، Amycus ، Nessus) إلى أكثر دائرية (Chariklo وعبور زحل Therus و Okyrhoe).

لتوضيح نطاق معلمات المدارات ، يُظهر الرسم البياني عددًا قليلاً من الكائنات ذات المدارات غير العادية للغاية ، مرسومة باللون الأصفر:

  • 1999 XS 35 (كويكب أبولو) يتبع مدارًا غريب الأطوار للغاية ( ه = 0.947) ، يقودها من داخل مدار الأرض (0.94 AU) إلى ما بعد نبتون (& GT 34 AU)
  • 2007 تيرابايت434 يتبع مدار شبه دائري ( ه & lt 0.026)
  • 2001 XZ255 لديه أدنى ميل ( أنا & lt 3 درجات).
  • 2004 YH32 هي واحدة من نسبة صغيرة من القنطور ذات الميل التطوري الشديد ( أنا & GT 60 درجة). إنه يتبع مثل هذا المدار شديد الانحدار (79 درجة) أنه بينما يعبر من مسافة حزام الكويكبات من الشمس إلى ما بعد مسافة زحل ، إذا تم إسقاط مداره على مستوى مدار كوكب المشتري ، فإنه لا يذهب حتى خارجا بقدر المشتري.

أكثر من عشرة قنطور معروفة تتبع مدارات رجعية.وتتراوح ميولهم من متواضعة (على سبيل المثال. ، 160 درجة لـ Dioretsa) إلى أقصى حد ( أنا & lt 120 درجة على سبيل المثال. 105 ° لـ (342842) 2008 YB 3 [20]). سبعة عشر من هؤلاء القنطور المرتجعين والميل إلى الوراء يُزعم بشكل مثير للجدل أن لديهم أصل بين النجوم. [21] [22] [23]

تغيير المدارات تحرير

لأن القنطور ليست محمية بالرنين المداري ، فإن مداراتها تكون غير مستقرة في نطاق زمني من 10 6-10 7 سنوات. [25] على سبيل المثال ، 55576 Amycus في مدار غير مستقر بالقرب من صدى أورانوس 3: 4. [1] تشير الدراسات الديناميكية لمداراتهم إلى أن كون القنطور هو على الأرجح حالة مدارية وسيطة للأجسام التي تنتقل من حزام كويبر إلى عائلة المشتري للمذنبات قصيرة المدى.

قد تتشوش الأجسام من حزام كايبر ، وعندها تصبح معبرًا لنبتون وتتفاعل جاذبيًا مع هذا الكوكب (انظر نظريات المنشأ). ثم يتم تصنيفهم على أنهم قنطور ، لكن مداراتهم فوضوية ، وتتطور بسرعة نسبيًا حيث يقوم القنطور بمقاربة متكررة لواحد أو أكثر من الكواكب الخارجية. سوف تتطور بعض القنطور إلى مدارات عبور كوكب المشتري ، وعندها قد تنخفض الحضيض الشمسي إلى النظام الشمسي الداخلي ويمكن إعادة تصنيفها على أنها مذنبات نشطة في عائلة المشتري إذا عرضت نشاطًا مذنبًا. وبالتالي ، سوف تصطدم القنطور في نهاية المطاف بالشمس أو بكوكب أو قد يتم طردها إلى الفضاء بين النجوم بعد اقترابها من أحد الكواكب ، وخاصة كوكب المشتري.

يحول الحجم الصغير نسبيًا للقنطورات دون المراقبة عن بُعد للأسطح ، لكن مؤشرات الألوان والأطياف يمكن أن توفر أدلة حول تكوين السطح ونظرة ثاقبة على أصل الأجسام. [25]

تحرير الألوان

ألوان القنطور متنوعة للغاية ، مما يتحدى أي نموذج بسيط لتكوين السطح. [26] في الرسم البياني الجانبي ، مؤشرات اللون هي مقاييس الحجم الظاهري لجسم ما من خلال المرشحات الزرقاء (B) والمرئية (V) (أي الأخضر والأصفر) والأحمر (R). يوضح الرسم التخطيطي هذه الاختلافات (في الألوان المبالغ فيها) لجميع القنطور ذات مؤشرات الألوان المعروفة. كمرجع ، تم رسم قمرين: Triton و Phoebe ، وكوكب المريخ (ملصقات صفراء ، الحجم ليس مقياسًا).

يبدو أن القنطور يتم تجميعه في فئتين:

هناك العديد من النظريات لشرح هذا الاختلاف في اللون ، ولكن يمكن تقسيمها على نطاق واسع إلى فئتين:

  • ينتج اختلاف اللون عن اختلاف أصل و / أو تكوين القنطور (انظر الأصل أدناه)
  • يعكس اختلاف اللون مستوى مختلفًا من التجوية في الفضاء من الإشعاع و / أو نشاط المذنبات.

كأمثلة على الفئة الثانية ، تم تفسير اللون المحمر للفولوس على أنه عباءة محتملة من المواد العضوية الحمراء المشعة ، في حين تعرض Chiron للجليد بدلاً من ذلك بسبب نشاطه المذنبي الدوري ، مما يمنحه مؤشرًا أزرق / رمادي. ومع ذلك ، فإن العلاقة بين النشاط واللون ليست مؤكدة ، حيث تمتد القنطور النشط في نطاق الألوان من الأزرق (تشيرون) إلى الأحمر (166P / NEAT). [27] بدلاً من ذلك ، ربما تم طرد Pholus مؤخرًا فقط من حزام Kuiper ، لذلك لم تحدث عمليات تحويل السطح بعد.

Delsanti et al. تشير إلى عمليات منافسة متعددة: الاحمرار بسبب الإشعاع ، والاحمرار بسبب الاصطدامات. [28] [29]

تحرير الأطياف

غالبًا ما يكون تفسير الأطياف غامضًا ، ويرتبط بأحجام الجسيمات وعوامل أخرى ، لكن الأطياف تقدم نظرة ثاقبة على تكوين السطح. كما هو الحال مع الألوان ، يمكن أن تناسب الأطياف المرصودة عددًا من نماذج السطح.

تم تأكيد توقيعات الجليد المائي على عدد من القنطور [25] (بما في ذلك 2060 شيرون ، 10199 تشاريكلو و 5145 فولس). بالإضافة إلى توقيع الجليد المائي ، تم طرح عدد من النماذج الأخرى:

  • تم اقتراح أن سطح تشاريكلو هو خليط من الثولين (مثل تلك التي تم اكتشافها على تيتان وتريتون) مع غير متبلور.
  • تم اقتراح أن يتم تغطية الفولس بمزيج من الثولين الشبيه بالتيتان ، أسود الكربون ، الزبرجد الزيتوني [30] وجليد الميثانول.
  • تم اقتراح سطح 52872 Okyrhoe ليكون خليطًا من الكيروجينات والزيتون ونسبة صغيرة من جليد الماء. تم اقتراح أن يكون خليطًا من 15٪ ثولين شبيه بالتريتون و 8٪ ثولين شبيه بالتيتان و 37٪ كربون غير متبلور و 40٪ ثولين ثلجي.

يبدو أن Chiron هو الأكثر تعقيدًا. تختلف الأطياف المرصودة حسب فترة الملاحظة. تم الكشف عن أثر الجليد المائي خلال فترة النشاط المنخفض واختفى أثناء النشاط العالي. [31] [32] [33]

أوجه التشابه مع المذنبات تحرير

وجدت ملاحظات تشيرون في عامي 1988 و 1989 بالقرب من الحضيض أنها تظهر عليها غيبوبة (سحابة من الغاز والغبار تتبخر من سطحها). وبالتالي ، تم تصنيفها رسميًا الآن على أنها مذنب وكويكب ، على الرغم من أنها أكبر بكثير من مذنب نموذجي وهناك بعض الجدل المستمر. تتم مراقبة قنطور أخرى بحثًا عن نشاط يشبه المذنب: حتى الآن أظهر اثنان ، 60558 Echeclus ، و 166P / NEAT مثل هذا السلوك. تم اكتشاف 166P / NEAT أثناء ظهوره في غيبوبة ، ولذلك يُصنف على أنه مذنب ، على الرغم من أن مداره هو مدار القنطور. تم اكتشاف 60558 Echeclus بدون غيبوبة ولكنه أصبح نشطًا مؤخرًا ، [35] ولذا فهو أيضًا يُصنف الآن على أنه مذنب وكويكب. بشكل عام ، هناك

30 قنطورًا تم اكتشاف نشاط لها ، مع تحيز السكان النشطين تجاه كائنات ذات مسافات الحضيض الشمسي الأصغر. [36]

تم اكتشاف أول أكسيد الكربون في 60558 Echeclus [8] و Chiron [37] بكميات صغيرة جدًا ، وتم حساب معدل إنتاج ثاني أكسيد الكربون المشتق ليكون كافياً لحساب الغيبوبة المرصودة. معدل إنتاج ثاني أكسيد الكربون المحسوب من كلٍ من 60558 Echeclus و Chiron أقل بكثير مما يُلاحظ عادةً لـ 29P / Schwassmann-Wachmann ، [16] مذنب آخر نشط بعيدًا يصنف غالبًا على أنه القنطور.

لا يوجد تمييز مداري واضح بين القنطور والمذنبات. تمت الإشارة إلى كل من 29P / Schwassmann-Wachmann و 39P / Oterma على أنهما القنطور نظرًا لأنهما يمتلكان مدارات قنطور نموذجية. المذنب 39P / Oterma غير نشط حاليًا ولم يُنظر إليه على أنه نشط إلا قبل أن يضطرب في مدار القنطور بواسطة كوكب المشتري في عام 1963. [38] من المحتمل ألا يظهر المذنب الخافت 38P / Stephan-Oterma غيبوبة إذا كان لديه الحضيض الشمسي بعد مدار كوكب المشتري عند 5 AU. بحلول عام 2200 ، من المحتمل أن يهاجر المذنب 78P / Gehrels إلى الخارج إلى مدار يشبه القنطور.

فترات الدوران تحرير

يعطي تحليل مخطط الدورة الشهرية لمنحنيات الضوء لهذين Chiron و Chariklo فترات الدوران التالية على التوالي: 5.5 ± 0.4

تعديل الحجم والكثافة والانعكاس

يمكن أن يصل أقطار القنطور إلى مئات الكيلومترات. أكبر القنطور يبلغ أقطارها أكثر من 100 كيلومتر ، وتتجاوز في المقام الأول حوالي 13.11 AU. [40]

إن دراسة أصول القنطور غنية بالتطورات الأخيرة ، ولكن أي استنتاجات لا تزال تعوقها البيانات المادية المحدودة. تم طرح نماذج مختلفة للأصل المحتمل للقنطور.

تشير عمليات المحاكاة إلى أن مدار بعض أجسام حزام كويبر يمكن أن يكون مضطربًا ، مما يؤدي إلى طرد الجسم بحيث يصبح قنطورًا. ستكون كائنات القرص المتناثرة هي الأفضل ديناميكيًا (على سبيل المثال ، يمكن أن تكون القنطور جزءًا من قرص مبعثر "داخلي" لأشياء مضطربة إلى الداخل من حزام كايبر.) لمثل هذه الطردات ، لكن ألوانها لا تتناسب مع الطبيعة ثنائية اللون للـ القنطور. البلوتينوس هي فئة من أجسام حزام كويبر التي تعرض طبيعة ثنائية اللون متشابهة ، وهناك اقتراحات بأن مدارات البلوتين ليست كلها مستقرة كما كان يعتقد في البداية ، بسبب الاضطراب من قبل بلوتو. [41] من المتوقع حدوث تطورات أخرى مع المزيد من البيانات المادية حول أجسام حزام كويبر.

قد يكون لبعض القنطور أصلهم في حلقات التشظي ، وربما نشأت أثناء لقاءات قريبة مع المشتري. [42] تمر مدارات القنطور 2020 MK4 و P / 2008 CL94 (Lemmon) و P / 2010 TO20 (LINEAR-Grauer) بالقرب من مدارات المذنب 29P / Schwassmann-Wachmann ، أول اكتشاف للقنطور ولقاءات قريبة ممكنة في أي من الأشياء يمر عبر غيبوبة 29P عندما يكون نشطًا. [42]


شاهد الفيديو: النظام الشمسيللصف السادس الابتدائي-مدارس طبرجل الاهلية (شهر اكتوبر 2021).