الفلك

خصائص الجاذبية للكويكبات

خصائص الجاذبية للكويكبات

ما هو حجم الكويكب الذي يجب أن يكون ليحمل شخصًا حتى لا يتمكن الشخص من الهروب؟


بالطبع سوف تحتاج إلى تحديد هذا الشخص - رياضي أولمبي؟ دعنا نفترض ذلك وبعد ذلك يمكنك التوسع إلى أسفل وفقًا لذلك.

لذلك يمكن للقفز الأولمبي العالي القفز بقوة كافية لرفع مركز جاذبيته حوالي مترين عن الأرض.

دعونا نفترض أن هذه مشكلة باليستية. يمنح الرياضي نفسه في الواقع سرعة تصاعدية كافية للحصول على مركز جاذبيته من حوالي 1 متر إلى 2 متر في مجال جاذبية الأرض. باستخدام المعادلات المعتادة لتسريع منتظم ، فإن السرعة الابتدائية المطلوبة هي $ v simeq sqrt {2gh} = 4.4 $ آنسة.

الآن دعونا نفترض أن الرياضي يمكن أن يقدم شيئًا مشابهًا على كويكب. هذا أمر مشكوك فيه ، لأن الحصول على سباق جيد ، أثناء ارتداء بدلة الفضاء ، ربما لن يحدث. ولكن إذا كان ذلك ممكنًا ، فنحن نساوي سرعة القفز فقط بسرعة الهروب $$ v = sqrt { frac {2GM} {R}} ، $$ أين مليون دولار و $ R $ هي كتلة ونصف قطر الكويكب (الكروي المفترض).

وبالتالي ليس لدينا قيود منفصلة على كتلة ونصف قطر الكويكب ، فقط على نسبتها. إذا $$ frac {M} {R}> frac {v ^ 2} {2G}، $$ ثم حتى الرياضي الأولمبي لم يستطع القفز إلى الفضاء.

للحصول على شيء أكثر تحديدًا ، نحتاج إلى افتراض كثافة ، $ rho $للكويكب. يعتمد هذا على نوع الكويكب الذي تتحدث عنه ، ولكن يمكن أن يتراوح بين 1500 و 5000 كجم / م$^3$ (كاري 2012).

إذا افترضنا (كويكب كروي مرة أخرى) ذلك $ M = 4 pi R ^ 3 rho / 3 $ واستبدال الكتلة بهذا ، نحصل على قيد على نصف قطر الكويكب بحيث يُحاصر أحدهم إذا: $$ R> 4.2 left ( frac {v} {4.4 { rm m / s}} right) left ( frac { rho} {2000 { rm kg / m} ^ 3} right) ^ {- 1/2} { rm km} $$

يمكنك العبث بهذا الأمر وافترض سرعة إقلاع مختلفة (قد ترغب في القول ، كما يفعل MarkP ، أنه يمكنك زيادة سرعة أفقية أكبر بمجرد الجري بسرعة - ولكني أشك في ذلك في "بيئة ملي جاذبية" - جاذبية السطح من أجل 0.002 م / ث$^2$) أو كثافة كويكبات مختلفة لتعديل الإجابة (الأجسام أو المذنبات العابرة لنبتون لها كثافة أقل من 1000 كجم / م$^3$). أو يمكنك التوصل إلى قيد مكافئ على الكتلة بالتعويض عن $ R $ بدلا من ذلك من حيث الكتلة والكثافة.


يا رجل ، ربما يكون الوقت متأخرًا فقط في الليل ، لكن لا يمكنني معرفة ما إذا كان روب يعطينا إجابة مباشرة هنا ، أو ما إذا كان كذلك.

ربما يمكنني المساعدة قليلاً رغم ذلك ؛ كثافة معظم الكويكبات الأصغر ، في أي وقت رأيت فيه رقمًا محسوبًا أو مقدرًا جيدًا ، كانت أقل من جليد الماء. إنها في الأساس أكوام من الأنقاض الجليدية غير المنهارة ، المسامية ، لذا فإن كثافتها الإجمالية في مكان ما في المنطقة من 0.8 إلى 0.9 جم / سم مكعب (أو 800 إلى 900 كجم / متر مكعب). هذا يشير إلى أن جاذبيتها الإجمالية منخفضة جدًا وتسببها. لقد رأيت أنه ينص على صخرة واحدة على الأقل نصف قطرها بضعة كيلومترات أن شخصًا ما يلتف حولها ببدلة فضائية يجب أن يكون شديد الحذر بشأن سرعة سفره وقوة قفزاته ، حيث سيكون من الممكن تمامًا للإنسان تصل إلى سرعة الهروب تحت قوة العضلات.

المشكلة الأكبر بالطبع ، على كومة مضغوطة بشكل غير محكم من السلاش المتسخ هي الحصول على أي نوع من الشراء للتثبيت. سينتهي بك الأمر إلى الانهيار ، مثل محاولة تسلق الكثبان الرملية السائبة أو التدافع صعودًا فوق تل موحل تحت المطر. لذا فإن المهمة الأولى ستكون إقامة نوع من المنصات الصلبة.

بمجرد القيام بذلك ، قم بتوصيل تلك الكثافة (حوالي 850 ، بدلاً من 2000 كجم / م ^ 3) في معادلة روب وشاهد ما تحصل عليه. كما قد يكون من الممكن زيادة سرعة البداية بعض ؛ من غير المجدي محاولة القفز مباشرة من الكوكب ، في الوقت الذي يمكنك فيه القفز عليه. نحن لا نطلق صواريخنا بشكل مستقيم ، إنها تترك مسارًا حلزونيًا موسعًا - إنها تعمل بشكل أفضل ، سواء للوصول إلى المدار أو تجاوزه ، للتسريع جنبًا إلى جنب ، وليس مباشرة من الأرض. غالبًا ما تكون مرحلة الاستقامة الأولية هي الخروج من السحب الشاق للغلاف الجوي السفلي (وهو عائق شديد للوصول إلى 17500 ميل في الساعة المطلوبة) بأسرع ما يمكن ، وهو الأمر الذي لن يكون مصدر قلق لكويكب صغير.

(ثم ​​مرة أخرى ، تبلغ 4.4m / s حوالي 10mph ، وهو ما كنت سأقترحه كسرعة جري ؛ ومع ذلك ، إذا أضفت قفزة إلى ذلك ، والتي ستكون أكثر فاعلية من الأرض ، يمكنك إضافة إلى ذلك ؛ إذا قلنا أن هناك متجهًا للأمام وللأعلى بمقدار 4.4 متر / ثانية لكل منهما ، فإن متجه 45 درجة الناتج يكون أشبه بـ 6.2 متر / ثانية)


خصائص جاذبية الكويكبات - علم الفلك

تم العثور على غالبية الكويكبات في النظام الشمسي في حزام الكويكبات الرئيسي. يقع هذا بين مداري المريخ والمشتري ، مع أكبر تركيز للكويكبات بين 2.12 و 3.3 AU. على الرغم من أنه يُعتقد أنه يحتوي على ملايين الأشياء (تمت ملاحظة عشرات الآلاف فقط بالفعل) ، إذا تم تجميعها جميعًا في جسم واحد ، فلن يتجاوز قطرها 1500 كيلومتر.

حزام الكويكبات الرئيسي قليل الكثافة السكانية وتوزع الكويكبات بداخله غير منتظم. على وجه الخصوص ، ينتج عن تفكك الأجسام الكبيرة عائلات من الكويكبات التي تشترك جميعها في خصائص مدارية متشابهة جدًا وتتجمع معًا. بينما في الطرف الآخر ، هناك مناطق لا يوجد فيها كويكبات تقريبًا. تُعرف هذه باسم فجوات كيركوود وهي نتيجة الأصداء المدارية مع كوكب المشتري.

يُعتقد أن حزام الكويكبات الرئيسي هو بقايا من النظام الشمسي المبكر عندما منع تأثير الجاذبية القوي للمشتري الكواكب الصغيرة في هذه المنطقة من الالتحام لتشكيل نواة كوكبية.

دراسة علم الفلك عبر الإنترنت في جامعة سوينبورن
جميع المواد محفوظة لشركة Swinburne University of Technology باستثناء ما هو محدد.


البيانات المأخوذة من مسح الكواكب الصغير IRAS [1] أو مسح الكواكب الصغير لتجربة ميدكورس الفضاء (MSX) [2] (متاح في عقدة الأجسام الصغيرة لنظام بيانات الكواكب (PDS)) هو المصدر المعتاد للقطر.

بالنسبة للعديد من الكويكبات ، يوفر تحليل المنحنى الضوئي تقديرات لاتجاه القطب ونسب القطر. تم جدولة تقديرات ما قبل عام 1995 التي تم جمعها بواسطة Per Magnusson [3] في نظام التوزيع العام ، [4] وكانت البيانات الأكثر موثوقية هي التوليفات المسمى في جداول البيانات باسم "المركب". تم جمع أحدث التحديدات لعشرات من الكويكبات على صفحة الويب الخاصة بمجموعة بحث فنلندية في هلسنكي تدير حملة منهجية لتحديد الأعمدة ونماذج الشكل من المنحنيات الخفيفة. [5]

يمكن استخدام هذه البيانات للحصول على تقدير أفضل للأبعاد. عادةً ما تُعطى أبعاد الجسم على هيئة شكل بيضاوي ثلاثي المحاور ، يتم سرد محاوره بترتيب تنازلي على النحو التالي: أ×ب×ج. إذا كان لدينا نسب القطر ميكرومتر = أ/ب, ν = ب/ج من المنحنيات الخفيفة ، و IRAS يعني القطر d ، يحدد المرء المتوسط ​​الهندسي للأقطار d = (abc) 1 3 <3>> ، ،!> التناسق ويحصل على الأقطار الثلاثة:

باستثناء التحديدات الجماعية التفصيلية ، [6] الكتلة م يمكن تقديرها من قيم القطر والكثافة (المفترضة) ρ عملت على النحو التالي.

يمكن الإشارة إلى هذه التقديرات على أنها تقريبية باستخدام علامة التلدة "

". إلى جانب هذه" التقديرات التخمينية "، يمكن الحصول على كتل للكويكبات الأكبر حجمًا عن طريق حل الاضطرابات التي تسببها في مدارات بعضها البعض ، [7] أو عندما يكون للكويكب رفيق يدور حول نصف قطر مدار معروف. كتل أكبر الكويكبات يمكن أيضًا الحصول على 1 Ceres و 2 Pallas و 4 Vesta من اضطرابات المريخ. [8] في حين أن هذه الاضطرابات صغيرة ، يمكن قياسها بدقة من بيانات النطاق الراداري من الأرض إلى المركبات الفضائية على سطح المريخ ، مثل مركبات الهبوط فايكنغ.

بصرف النظر عن عدد قليل من الكويكبات التي تم التحقيق في كثافتها ، [6] على المرء أن يلجأ إلى التخمين المستنير. انظر حمل [9] للحصول على ملخص.

للعديد من الكويكبات قيمة ρ

ومع ذلك ، تعتمد الكثافة على النوع الطيفي للكويكب. كراسينسكي وآخرون. يعطي حسابات لمتوسط ​​كثافة الكويكبات من الفئة C و S و M مثل 1.38 و 2.71 و 5.32 جم / سم 3. [10] (تضمنت "C" هنا فئات Tholen C و D و P و T و B و G و F ، بينما تضمنت "S" فئات Tholen S و K و Q و V و R و A و E). بافتراض هذه القيم (بدلاً من الحاضر

2 جم / سم 3) أفضل تخمين.

تحرير الجسم الكروي

بالنسبة لجسم كروي ، فإن عجلة الجاذبية على السطح (ز)، اعطي من قبل

أين جي = 6.6742 × 10 −11 m 3 s 2 kg −1 هو ثابت الجاذبية ، م هي كتلة الجسم ، و ص نصف قطرها.

تعديل الجسم غير المنتظم

بالنسبة للأجسام غير المنتظمة ، ستختلف جاذبية السطح بشكل ملحوظ حسب الموقع. الصيغة المذكورة أعلاه ليست سوى تقريب ، حيث تصبح الحسابات أكثر تعقيدًا. قيمة ال ز عند النقاط السطحية الأقرب إلى مركز الكتلة يكون عادةً أكبر إلى حد ما منه عند النقاط السطحية البعيدة.

تحرير قوة الجاذبية

على جسم دوار ، يتم تقليل الوزن الظاهر الذي يتعرض له جسم ما على السطح بواسطة قوة الجاذبية ، عندما يكون المرء بعيدًا عن القطبين. التسارع المركزي عند خط العرض θ هو

أين تي هي فترة الدوران بالثواني ، ص هو نصف القطر الاستوائي ، و هو خط العرض. يتم تكبير حجمه عندما يكون المرء عند خط الاستواء ، و sin θ = 1. تشير العلامة السالبة إلى أنها تعمل في الاتجاه المعاكس لعجلة الجاذبية ز.

التسارع الفعال هو

g e f f e c t i v e = g g r a v i t a t i o n a l + g c e n t r i f u g a l. > = ز _ < rm > + g _ < rm > .>

إغلاق الثنائيات تحرير

إذا كان الجسم المعني عضوًا في ثنائي قريب بمكونات ذات كتلة مماثلة ، فقد يكون تأثير الجسم الثاني أيضًا غير مهمل.

لجاذبية السطح ز ونصف القطر ص لجسم متماثل كرويًا ، فإن سرعة الهروب هي:

عادة ما تؤخذ فترة الدوران من معلمات منحنى الضوء في نظام التوزيع العام. [11]

عادة ما تؤخذ الفئة الطيفية من تصنيف ثولن في نظام التوزيع العام. [12]

عادةً ما يتم تحديد الحجم المطلق من خلال مسح الكواكب الصغير IRAS [1] أو مسح الكوكب الصغير MSX [2] (متوفر في PDS).

عادةً ما يتم إعطاء البيدوس الفلكية بواسطة مسح الكواكب الصغير IRAS [1] أو مسح الكوكب الصغير MSX [2] (متوفر في نظام التوزيع العام). هؤلاء هم البيدوس الهندسي. في حالة عدم وجود بيانات IRAS / MSX ، يمكن استخدام متوسط ​​تقريبي 0.1.

يعني التحرير

إن أبسط طريقة تعطي نتائج معقولة هي افتراض أن الكويكب يتصرف كجسم رمادي في حالة توازن مع الإشعاع الشمسي الساقط. ثم يتم الحصول على متوسط ​​درجة حرارته من خلال معادلة متوسط ​​القدرة الحرارية الساقطة والمُشعة. إجمالي قوة الحادث هو:

باستخدام إصدار رمادي الجسم من قانون ستيفان بولتزمان ، فإن القدرة المشعة (من السطح الكروي الكامل للكويكب) هي:

بينما تعطي هذه الطريقة تقديرًا جيدًا إلى حد ما لمتوسط ​​درجة حرارة السطح ، تختلف درجة الحرارة المحلية اختلافًا كبيرًا ، كما هو الحال بالنسبة للأجسام التي لا تحتوي على أغلفة جوية.

أقصى تعديل

يمكن الحصول على تقدير تقريبي لدرجة الحرارة القصوى بافتراض أنه عندما تكون الشمس في الأعلى ، يكون السطح في حالة توازن حراري مع الإشعاع الشمسي الفوري. هذا يعطي معدل درجة الحرارة "شبه الشمسية"

في الحضيض، يتم تعظيم الإشعاع ، و

تحرير قياسات درجة الحرارة وتغيرات درجة الحرارة العادية

عادة ما يتم الجمع بين ملاحظات الأشعة تحت الحمراء والبياض لقياس درجة الحرارة بشكل مباشر أكثر. على سبيل المثال ، LF Lim et al. [إيكاروس ، فو. 173 ، 385 (2005)] يفعل هذا لـ 29 كويكبًا. هذه قياسات لـ يوم مراقبة معين، وستتغير درجة حرارة سطح الكويكب بشكل منتظم حسب بعده عن الشمس. من حساب Stefan-Boltzmann أعلاه ،

مشكلة عدم دقة البيدو تحرير

هناك عقبة عند استخدام هذه التعبيرات لتقدير درجة حرارة كويكب معين. يتطلب الحساب ألبيدو بوند أ (نسبة إجمالي الطاقة الواردة المنعكسة ، مع مراعاة جميع الاتجاهات) ، في حين أن بيانات IRAS و MSX albedo المتوفرة للكويكبات تعطي فقط البياض الهندسي ص الذي يميز فقط قوة الضوء المنعكس مرة أخرى إلى المصدر (الشمس).

في حين أن هذين البيدوسين مترابطان ، فإن العامل العددي بينهما يعتمد بطريقة غير بديهية للغاية على خصائص السطح. القياسات الفعلية لأبيض بوند ليست وشيكة بالنسبة لمعظم الكويكبات لأنها تتطلب قياسات من زوايا عالية الطور لا يمكن الحصول عليها إلا عن طريق المركبات الفضائية التي تمر بالقرب من حزام الكويكبات أو بعده. يمكن أن تؤدي بعض النمذجة المعقدة للخواص السطحية والحرارية إلى تقديرات لألبيدو بوند بالنظر إلى الخصائص الهندسية ، لكن هذا بعيدًا عن نطاق التقدير السريع لهذه المقالات. يمكن الحصول عليها لبعض الكويكبات من المنشورات العلمية.

لعدم وجود بديل أفضل لمعظم الكويكبات ، فإن أفضل ما يمكن فعله هنا هو افتراض أن هذين البيدو متساويين ، لكن ضع في اعتبارك أن هناك عدم دقة متأصلة في قيم درجة الحرارة الناتجة.

ما حجم هذا الخطأ؟

تُظهر نظرة سريعة على الأمثلة الواردة في هذا الجدول أنه بالنسبة للأجسام الموجودة في نطاق الكويكب البياض ، فإن الاختلاف النموذجي بين بوند والأبيض الهندسي هو 20٪ أو أقل ، مع إمكانية أن تكون الكمية أكبر. نظرًا لأن درجة الحرارة المحسوبة تختلف كما يلي (1-أ) 1/4 ، الاعتماد ضعيف إلى حد ما بالنسبة للكويكب النموذجي أص قيم 0.05 - 0.3.

عدم الدقة النموذجية في درجة الحرارة المحسوبة من هذا المصدر وحده ثم وجد أن حوالي 2٪. هذا يترجم إلى عدم يقين يبلغ حوالي ± 5 كلفن لدرجات الحرارة القصوى.

يمكن العثور على بعض المعلومات الأخرى عن أعداد كبيرة من الكويكبات في عقدة الأجسام الصغيرة لنظام بيانات الكواكب. [14] يتم توفير معلومات محدثة عن اتجاه القطب لعدة عشرات من الكويكبات بواسطة Doc. ميكو كاسالاينن ، [5] ويمكن استخدامه لتحديد الميل المحوري.


المفاهيم الأساسية والملخص

يشتمل النظام الشمسي على العديد من الأجسام الأصغر بكثير من الكواكب وأقمارها الكبيرة. تسمى الصخور الصخرية عمومًا بالكويكبات. سيريس هو أكبر كويكب يبلغ طوله حوالي 15 مترًا ويزيد حجمه عن 250 كيلومترًا وحوالي 100000 يزيد حجمه عن كيلومتر واحد. معظمها في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري. يشير وجود عائلات الكويكبات في الحزام إلى أن العديد من الكويكبات هي من بقايا الاصطدامات والتشظي القديم. تشمل الكويكبات كلاً من الأجسام البدائية والمتباينة. تصنف معظم الكويكبات على أنها من النوع C ، مما يعني أنها تتكون من مواد كربونية. تهيمن على الحزام الداخلي الكويكبات من النوع S (الصخرية) ، مع عدد قليل من الكويكبات من النوع M (المعدنية). لدينا صور مركبة فضائية للعديد من الكويكبات وعينات من كويكب إيتوكاوا. كشفت الأرصاد الحديثة عن عدد من أقمار الكويكبات ، مما يجعل من الممكن قياس كتل وكثافة الكويكبات التي تدور حولها. تمت دراسة أكبر كويكبين ، سيريس وفيستا ، على نطاق واسع من المدار بواسطة فجر مركبة فضائية.


خصائص جاذبية الكويكبات - علم الفلك

أيدي الشباب النابض
خارج الإشعاع

. نجم نابض قوي جدًا ، يبلغ عرضه أقل من 20 كيلومترًا ، قد صنع سديمًا جميلًا للأشعة السينية على شكل يد تمتد عبر مسافة 150 سنة ضوئية.

وجد هابل كوكبًا خارجيًا مخفيًا في البيانات الأرشيفية

. قد تسمح تقنية معالجة الصور القوية لعلماء الفلك بالبحث عن الكواكب الخارجية التي يمكن أن تكون كامنة في بيانات تلسكوب هابل الفضائي لأكثر من عقد.

تشريح لا يتجزأ انفجار أشعة جاما الساطعة

. التقط Integral واحدة من ألمع انفجارات أشعة جاما التي شوهدت على الإطلاق ، مما سمح لعلماء الفلك بسبر ميكانيكا المراحل الأولية لهذه الانفجارات النجمية القوية.

النقاط البارزة في اليوم الثاني من STS-120

ركز يوم الرحلة الثاني من مهمة ديسكفري على عمليات التفتيش على الدرع الحراري. يعرض هذا الفيلم أبرز أحداث اليوم.

النقاط البارزة في اليوم الأول STS-120

تم تجميع النقاط البارزة من يوم إطلاق المكوك ديسكفري في هذا الفيلم.

STS-118: يسلط الضوء

يروي طاقم STS-118 ، بما في ذلك Barbara Morgan ، مهمته التي تسلط الضوء على الفيلم ويجيب على الأسئلة في هذا العرض التقديمي بعد الرحلة.

STS-120: الطرح للوسادة

مكوك الفضاء ديسكفري ينطلق من مبنى تجميع المركبات ويسافر إلى منصة الإطلاق 39A لمهمته STS-120.

الفجر يترك الأرض

ينطلق مسبار الفضاء Dawn التابع لناسا على متن صاروخ Delta 2-Heavy من كيب كانافيرال لاستكشاف عالمين في حزام الكويكبات.

الفجر: معاينة إطلاق

تستعرض هذه الإحاطات عملية الإطلاق والأهداف العلمية للمركبة المدارية Dawn التابعة لناسا.


مهمة موجة الجاذبية للمساعدة في دراسة الكويكبات

بقلم الدكتور إميلي بالدوين

LISA و NASA و ESA & rsquos Laser Interferometer Space Antenna ، الذي سيحاول اكتشاف موجات الجاذبية ، سيحول أيضًا & ldquonoise & rdquo إلى معلومات مفيدة حول الكويكبات القريبة من الأرض.

ترتبط موجات الجاذبية بانحراف استمرارية الزمان والمكان ، ويُعتقد أنها ناتجة عن أحداث المستعرات الأعظمية أو تصادم الثقوب السوداء التي ترسل تموجات عبر الكون. هذه التموجات هي ما تأمل ليزا في اكتشافه. ستتألف المهمة من ثلاثة أقمار صناعية متصلة بأشعة الليزر ، وإذا مرت عليها موجة جاذبية ، يجب أن يتغير فصلها بمسافة تقل عن عرض الذرة.

أدرك علماء الكواكب أيضًا أنه يمكنهم أيضًا استغلال تقنية LISA ، لأن الكويكبات ستجعل المركبة الفضائية تتأرجح أيضًا ، مما يترك بصمة مميزة في البيانات التي يتم جمعها. طور باسكوالي تريكاريكو Pasquale Tricarico من معهد علوم الكواكب في توكسون ، أريزونا ، هذه الفكرة للتنبؤ بعدد الكويكبات التي يمكن أن تتوقعها LISA وكيف يمكن استخدام هذه المواجهات لتحديد كتلة الكويكبات العابرة.

سيتم وضع المركبات الفضائية الثلاث LISA في مدارات تشكل تشكيلًا مثلثيًا يفصل بينها 5 ملايين كيلومتر. ستؤدي التموجات في نسيج المكان والزمان إلى تذبذب LISA. سيؤدي مرور الكويكبات أيضًا إلى اهتزاز المركبة الفضائية ، مما يوفر نظرة ثاقبة مفيدة لخصائص NEAs. الصورة: ناسا.

قد تبدو الكتلة كإحصائية حيوية واضحة يجب معرفتها عن جسم كوكبي ، لكن Tricarico يكشف أنه لا يُعرف سوى كتلة الكويكبات التي زرتها المركبات الفضائية أو كتلة عدد قليل من الكويكبات الثنائية التي لوحظت من الأرض. & ldquo نتساءل دائمًا عن المسامية ، والكثافة ، وهذا سيعطينا قياسات من الكويكبات الإضافية ، & rdquo يقول. نظرًا لأن LISA ستنظر في الكويكبات القريبة من الأرض (NEAs) ، فإن البيانات المتعلقة بمساراتها ستكون محددة جيدًا بالفعل. & ldquo إذن من الإشارة ، يمكننا قياس كتلة الكويكب وكتلة rsquos بشكل غير مباشر لأن ذلك & rsquos هو عدم اليقين الوحيد في المعادلة ، & rdquo يضيف. يشير Tricarico أيضًا إلى أنه إذا مر كويكب معروف بأحد الأقمار الصناعية ولم يترك توقيعًا ، فيمكن وضع حد أعلى لكتلة ذلك الكويكب.

يمكن أن توفر البعثة أيضًا معلومات حول توزيع أحجام سكان منطقة الشرق الأدنى وشمال إفريقيا. & ldquo ليس لدينا قيود جيدة على توزيع حجم الكويكبات الصغيرة لأنها يجب أن تقترب جدًا من الأرض حتى نتمكن من مراقبتها باستخدام التلسكوبات الأرضية ، & rdquo يقول Tricarico ، الذي يتوقع أن LISA سوف & lsquofeel & rsquo واحدًا أو اثنين من الكويكبات المعروفة بالقرب من الأرض عام ، وما مجموعه حوالي عشرة خلال العمر المتوقع للبعثة. ولكن إذا بدأت LISA في اكتشاف خمسة كويكبات سنويًا بدلاً من اثنين أو ثلاثة ، فقد يؤدي ذلك إلى تعديل النظريات المتعلقة بتوزيع الأحجام في سكان NEA.

سيكون هناك بعض الوقت للانتظار قبل ظهور أي نتائج ، ومع ذلك ، لن يتم إطلاق LISA قبل عام 2018. سيتم نشر ورقة Tricarico & rsquos التي تصف الطريقة التي يمكن بها استغلال LISA لدراسة الكويكبات في الجاذبية الكلاسيكية والكمية مجلة. تم دعم بحثه من قبل NASA & rsquos Applied Information Research Program.


قياس خصائص الكويكب

تجعل الملاحظات المباشرة من السهل على العلماء البحث عن الكويكبات ، ومع ذلك ، فقد أعطانا التحليل الطيفي العديد من القرائن حول تكوين وخصائص الكويكبات. الضوء الذي نراه يتلألأ من الكويكبات هو في الواقع انعكاس لأشعة الشمس. يعتمد سطوع الكويكب في سمائنا على ذلك بحجم, مسافه: بعد و انعكاسية.

نحسب الحجم المادي من الحجم الزاوي والكويكب للمسافة. نحدد مسافة الكويكب عن موقعه في مداره. نحدد الانعكاس بمقارنة سطوع الضوء في الطيف المرئي مع سطوع الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء.

يرى علماء الفلك الضوء الساطع من الكويكبات هو انعكاس لأشعة الشمس. ينعكس بعض ضوء الشمس ويمتص البعض الآخر. عندما يمتص كويكب الضوء من الشمس ، فإنه يرسل هذا الضوء الممتص إلى الفضاء في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف ، بمعنى آخر ، كحرارة. إذا قارنا كمية الضوء المرئي بكمية ضوء الأشعة تحت الحمراء ، فيمكننا تحديد نسبة كمية ضوء الشمس الوارد الذي يعكسه الكويكب إلى الكمية التي يمتصها.

يمكننا أيضًا تحديد التكوينات السطحية للكويكبات من خلال التحليل الطيفي.

  • المناطق الخارجية: داكن ، تظهر أشرطة امتصاص من مواد غنية بالكربون
  • المناطق الداخلية: أكثر انعكاسية ، تظهر أشرطة الامتصاص المميزة للمواد الصخرية
  • يحتوي عدد قليل من الكويكبات على معادن أثقل ، مثل الحديد

تمتلك بعض الكويكبات في الواقع كويكبات أخرى كأقمار صناعية خاصة بها. كان هذا مفيدًا بشكل خاص في قياس خصائص الكويكبات. بقياس الفترة المدارية والمسافة المدارية للقمر الصناعي ، يمكننا استخدام نسخة نيوتن من قانون كبلر الثالث لحساب كتلة الكويكب. من هذا يمكننا حساب كثافة الكويكب ، وباستخدام هذه المعلومات نحصل على دليل مهم لما يتكون منه الكويكب. تحقق من قائمة الكويكبات مع الأقمار الصناعية في أرشيف جونستون.


فيستا

تم اكتشاف Vesta في 29 مارس 1807 من قبل ألمانيا Heinrich Wilhelm Olbers. 16 أولبرز شرف تسمية الكويكب الجديد لعالم الرياضيات الألماني كارل فريدريش جاوس ، الذي قام بحساب مداره باستخدام صيغة رياضية معقدة. أطلق عليها جاوس اسم فيستا على اسم إلهة الموقد والأسر في الأساطير الرومانية. 17 - الكويكب & # 8217s الاسم الرسمي & # 82204 Vesta & # 8221 لأنه كان رابع كويكب يتم اكتشافه. 16

حصلت المركبة الفضائية NASA & # 8217s Dawn على هذه الصورة بكاميرا الإطار الخاصة بها في 23 يوليو 2011. تم التقاطها من مسافة حوالي 3200 ميل (5200 كيلومتر) من الكويكب العملاق فيستا. 16 الائتمان: ناسا

مركبة Dawn الفضائية التابعة لوكالة ناسا ، التي تم إطلاقها في عام 2007 ، درست على نطاق واسع فيستا من 16 يوليو 2011 إلى 5 سبتمبر 2012. كان الغرض من هذه المهمة هو وضع خريطة شاملة لفيستا قبل الانتقال لاستكشاف الكوكب القزم سيريس في عام 2015. 18 إنه من هذا المهمة التي نعرفها كثيرًا عن السطح والتكوين والتاريخ المبكر لـ Vesta.

فيستا هو ثاني أكبر كويكب في الحزام الرئيسي بين المريخ والمشتري. من مهمة Dawn تم اكتشاف أن Vesta تشكلت مبكرًا ، في غضون 1 إلى 2 مليون سنة من ولادة النظام الشمسي. 17 وهذا ما يفسر سبب انفصال الكويكب إلى قشرة ، وغطاء ، ولب مشابه للأرض. تم تسخين الجسم كثيرًا بواسطة المادة المشعة قصيرة العمر التي تم دمجها في الأجسام التي تشكلت في هذا الوقت تقريبًا مما أدى إلى ذوبانها مما تسبب في غرق مادة أكثر كثافة في القلب وظهور كل شيء آخر ، وهي عملية تُعرف باسم التمايز. 17 تبلغ مساحتها حوالي 578 × 560 × 458 كيلومترًا. 16 يكون الكويكب كرويًا تقريبًا مع فوهة ريسيلفيا ، وهي فوهة عملاقة يبلغ قطرها 460 كيلومترًا وعمقها 13 كيلومترًا ، في القطب الجنوبي للكويكب. 16 تسبب الاصطدام الهائل مع كويكب آخر في إحداث فوهة ريسيلفيا في اقتلاع واحد في المائة من كتلة فيستا & # 8217 ، مما أدى إلى تفجير أكثر من نصف مليون ميل مكعب من الحطام في الفضاء. 16 يُعتقد أن فئة من النيازك ، مثل Howardite و Eucrite و Giogenite ، والتي تتطابق من الناحية الطيفية مع Vesta ، هي شظايا من الكويكب الذي خلق فوهة Rheasilvia. في الواقع ، يعتقد العلماء أن حوالي خمسة بالمائة من جميع النيازك التي وجدناها على الأرض هي نتيجة لهذا الاصطدام الفردي. 19 حفرة ضخمة أخرى هي Veneneia ، التي يبلغ قطرها حوالي 400 كم. يحيط نظام واسع من الأحواض بالمنطقة الاستوائية Vesta & # 8217s ، وهي أكبر منطقة تسمى Divalia Fossa. 17

يظهر الجبل الشاهق في القطب الجنوبي في أسفل الصورة. يمكن رؤية مجموعة الحفر الثلاث المعروفة باسم & # 8220snowman & # 8221 في أعلى اليسار. الائتمان: ناسا

كما ذكرنا سابقًا ، على عكس معظم الكويكبات المعروفة ، انفصلت فيستا إلى قشرة وغطاء ونواة. 17 كملاحظة جانبية ، لا يتم تمييز جميع الكويكبات نظرًا لأن العديد منها صغير جدًا ، ويُعتقد أن الأمثلة التي تم النظر فيها هنا جميعها قد تم تمييزها لأنها من أكبرها. ربما كانت فيستا ذات يوم نشطة جيولوجيًا ، حيث كانت الحمم تتدفق على سطحها عندما كانت صغيرة. 19 يبدو أنه يحتوي على سطح من الصخور البازلتية (الحمم البركانية المتجمدة) ، والتي خرجت من الكويكب & # 8217s الداخلية الساخنة المفترض بعد وقت قصير من تكوينه قبل 4.5 مليار سنة وظلت سليمة إلى حد كبير منذ ذلك الحين. تكشف الملاحظات التلسكوبية 16 عن اختلافات معدنية عبر سطحه. قام الجيولوجيون بتفسير الأنماط الموجودة في الصورة المعدنية للإشارة إلى أن فيستا ربما ذابت طوال الطريق في وقت مبكر من تاريخها ، والذي تم التحقق منه لاحقًا من قبل مهمة Dawn في 2011-2012. لدى فيستا شذوذ جاذبية موجب صغير ، مما يعني أنها تُظهر جاذبية أكثر مما هو متوقع ، مما يشير إلى أن المادة الموجودة هناك أكثر كثافة ، وربما نشأت من أعماق الكويكب. 19 تتمتع Vesta بواحد من أكبر نطاقات السطوع التي لوحظت على أي جسم صخري في نظامنا الشمسي. يبدو أن المواد الساطعة الموجودة في Vesta هي صخور أصلية ويُعتقد أن المادة المظلمة قد ترسبتها كويكبات أخرى اصطدمت بفيستا. من فحص فريق Dawn للكويكب وجدوا أنه من المحتمل أن يكون حوالي 300 كويكب داكن يصطدم بفيستا سيكون كافيًا لتغليفه بالمواد المظلمة. 17 تتمتع Vesta بفترة دوران مرة واحدة كل 5 ساعات و 20 دقيقة. 16


دراسة الكويكبات القريبة من الأرض بالرادار

تقوم بعض المراصد - مثل تلسكوب Arecibo المنهار مؤخرًا في بورتوريكو - بفحص الأجسام القريبة عن طريق ارتداد ضوء الراديو عنها. حسنت دراسة جديدة الآن كيفية تحليلنا لهذه الملاحظات للتعرف على الكويكبات القريبة من الأرض.

القرائن من تأملات

هناك الكثير الذي يمكننا تعلمه عن الكون من علم الفلك الراديوي السلبي ، حيث نلاحظ الإشارات الراديوية المنبعثة من مصادر بعيدة. ولكن عندما يتعلق الأمر بالأجسام الموجودة بالقرب من الأرض ، فلدينا خيار آخر: نشيط علم الفلك الراديوي.

تعتبر أسطح الكويكبات معقدة ، كما يتضح من هذه الصورة القريبة من أوزيريس ريكس للثرى السطحي للكويكب بينو. [ناسا]

علاوة على ذلك ، تخبرنا قياسات استقطاب الضوء المنعكس - اتجاه اهتزاز موجات الضوء - كيف كان الضوء منتشرًا من سطح الجسم وقريبه. وهذا بدوره يوفر معلومات حول خصائص المواد الخارجية للكائن. هل تتكون هذه المادة من غبار دقيق الحبيبات أم صخور كبيرة؟ كيف مسامية هو؟ كيف تعكس؟

تساعدنا الإجابات على هذه الأسئلة في فهم طبيعة الأجسام القريبة من الأرض. هذا مفيد بشكل خاص في سياق الكويكبات القريبة من الأرض ، حيث يمكن أن يكون فهم بنية وتكوين هذه المخاطر المحتملة أمرًا بالغ الأهمية لتكتيكات التخفيف أو زيارة المركبات الفضائية.

بيانات الرادار لكويكب قريب من الأرض 1999 JM8، مقسمة إلى مكونات استقطاب مختلفة لثلاثة تواريخ مختلفة للرصد. [هيكسون وآخرون. 2021]

فصل القطع

المصيد؟ تفسير قياس الاستقطاب بالرادار ليس بالأمر السهل. لتفكيك المعلومات المجمعة حول خشونة سطح الجسم ، وشكل الجسيمات ، ومحتوى الجليد ، ووفرة الصخور ، والتكوين ، وهندسة المشاهدة ، غالبًا ما نقوم بعمل استنتاجات بناءً على الأسطح المميزة مثل سطح القمر. ولكن عندما تكون الأسطح التي ندرسها أكثر تعقيدًا - مثل تلك الموجودة في الكويكبات القريبة من الأرض - فقد لا ينطبق نظير القمر.

لمعالجة هذا الأمر ، طور فريق من العلماء بقيادة ديلان هيكسون (مرصد أريسيبو) مؤخرًا منهجية محسنة لتحليل قياس الاستقطاب الراداري الأرضي للكويكبات القريبة من الأرض. يوضح هيكسون ومساعدوه كيف يمكننا تحليل الصور الراديوية المنعكسة للكويكبات لاستخلاص منتجات قياس قطبية محددة ، ثم يستخدمون المحاكاة العددية لتحسين تفسيراتهم لهذه الإشارات.

طبق المؤلفون منهجهم على ملاحظات الرادار المؤرشفة لثلاثة كويكبات قريبة من الأرض حصل عليها أريسيبو ، مما يدل على أنه يمكنهم استرداد ثروة من المعلومات حول الخصائص الفيزيائية لأسطح الكويكبات باستخدام هذا النهج.

مستقبل غير مؤكد

تُظهر هذه المؤامرة عدد الكويكبات القريبة من الأرض التي اكتشفها الرادار كل عام بين 1980 و 2021 (آخر تحديث في 4 فبراير 2021). على الرغم من انهيار Arecibo (باللون الأزرق) ، لا يزال بإمكاننا توقع اكتشافات مستقبلية من Goldstone (باللون الأحمر). [ناسا JPL]

لحسن الحظ ، لدينا أرشيفات تحتوي على بيانات سابقة لأكثر من 1100 من الكويكبات والمذنبات المكتشفة بالرادار. من المؤكد أن إعادة تحليل هذا المحتوى باستخدام منهجية المؤلفين الجديدة ستوفر معلومات قيمة بينما يعيد مجال علم الفلك الراداري تشكيل نفسه في المستقبل.

الاقتباس

"التحلل القطبي للكويكبات القريبة من الأرض باستخدام أرصاد Arecibo Radar ،" Dylan C. Hickson et al 2021 كوكب. علوم. ج. 2 30. دوى: 10.3847 / PSJ / abd846


شاهد الفيديو: حزام الكويكبات (شهر اكتوبر 2021).