جسم بين نجمي

# وسم · @ مؤلف · ! عالم

الجسم بين النجمي هو كويكب أو مذنب غير مرتبط جاذبياً بأي نجم، قادم من الفضاء بين النجمي. يتميز بمدار زائدي الانحراف >1 بالنسبة للشمس، مما يدل على أصله الخارجي. تم تأكيد جسمين من هذا النوع: 1I/أومواموا (2017)، جسم صخري بدون هالة مذنبية، لكن بتسارع غير جاذبي، ربما بشكل متطاول؛ و2I/بوريسوف (2019)، مذنب بهالة وذيل نموذجيين لكن غني جداً بغاز أول أكسيد الكربون. يُتوقع أن تمر الأجسام بين النجمية عبر النظام الشمسي بانتظام، لكن يصعب اكتشافها بسبب خفوتها.

التاريخ

كان وجود الأجسام المقذوفة متوقعاً منذ زمن طويل، لكن الأدلة جاءت فقط في 2017 عندما وجد تلسكوب Pan-STARRS أومواموا. الجسم الثاني، 2I/بوريسوف، اكتشفه الهاوي الفلكي جنادي بوريسوف في 2019.

كيف يعمل

تخيل أنك تلعب بلياردو: ضربة قوية بالعصا يمكن أن تقذف كرة من طاولة أخرى إلى طاولتك. هكذا تقوم الكواكب العملاقة بجاذبيتها بقذف الأجسام الصغيرة من النظام.

💡 أومواموا باللغة الهاوايية تعني 'المستكشف' أو 'الرسول من بعيد'، وكانت سرعته كبيرة لدرجة أنه غادر الفضاء بين النجمي بعد أشهر من اكتشافه.

الجسم بين النجمي (ISO) هو جرم صغير في النظام الشمسي، سرعته عند اللانهاية (v_inf) تتجاوز سرعة الإفلات المحلية من الشمس، مما يشير إلى مدار زائدي وأصل بين نجمي. يعطي التوزع المتناظر لسرعات النجوم في المجرة قيمة v_inf مميزة حوالي 25 كم/ث. يمكن أن تُقذف الأجسام من أنظمة كوكبية نتيجة التفاعل الجاذبي مع الكواكب العملاقة. حسب التقديرات، يوجد في النظام الشمسي داخل مدار نبتون في كل لحظة حوالي 10^4 جسم بين نجمي بحجم > 100 م. وهي توفر فرصة فريدة للدراسة المباشرة لتكوين كويكبات أنجم أخرى. أظهر أومواموا تغيراً في السطوع بسعة >2.5 قدر نجمي ودورة ~8 ساعات، مما يُفسر إما بشكل متطاول جداً (نسبة المحاور تصل إلى 10:1) أو كقرص مسطح. يُفسر التسارع غير الجاذبي بإطلاق الغازات أو بضغط الإشعاع الشمسي. أظهر 2I/بوريسوف نسبة CO/H2O مرتفعة، مما يميزه عن مذنبات النظام الشمسي ويشير إلى تشكله في منطقة باردة من قرص كوكبي أولي.

التاريخ

نوقشت فكرة المذنبات بين النجمية نظرياً (مثلاً بواسطة يان أورت) منذ منتصف القرن العشرين. أول اكتشاف كان في 19 أكتوبر 2017 بواسطة نظام Pan-STARRS1 في هاواي – الجسم C/2017 U1، الذي أعيد تسميته لاحقاً إلى 1I/أومواموا. تأكدت طبيعته بين النجمية عبر المدار الزائدي بسرعة v_inf ~ 26 كم/ث. الجسم الثاني، 2I/بوريسوف، اكتشف في 30 أغسطس 2019 بواسطة جنادي بوريسوف؛ النشاط المذنبي سهل التحليل الطيفي. هناك بعثات قيد التطوير (مثل Comet Interceptor لوكالة الفضاء الأوروبية/جاكسا) لاعتراض الأجسام المستقبلية.

كيف يعمل

تتشكل الأجسام في أقراص الكواكب الأولية لنجوم أخرى ككواكب مصغرة؛ تشتتها الكواكب العملاقة، معطية سرعة فوق القطع المكافئ نسبة للنجم. يذهب بعضها إلى الفضاء بين النجمي. عند الاقتراب من الشمس، يحدد العزم المداري والطاقة المسار الزائدي. المظاهر الرصدية: القياسات الفلكية لتحديد المدار، الفوتومترية للشكل والدوران، التحليل الطيفي للتركيب. بالنسبة لأومواموا، طُبق نموذج الضغط الإشعاعي لتفسير التسارع غير الجاذبي. القوانين: قانون الجذب العام لنيوتن للمسار، قانون حفظ الطاقة للمدار الزائدي، معادلات الحركة بقوى غير محافظة. لا ينطبق العدس التثاقلي (الكتل صغيرة).

v_{\infty} = \sqrt{\frac{2E}{m}}

v_∞ – سرعة الجسم على بعد لا نهائي من الشمس (فائض السرعة الزائدي، لأومواموا ~ 26 كم/ث)، E – الطاقة الميكانيكية الكلية للجسم (حركية+وضع)، m – كتلة الجسم

e = \sqrt{1 + \frac{2Eh^2}{\mu^2 m}}

e – انحراف المدار (بدون أبعاد)، E – الطاقة الميكانيكية الكلية، h – العزم الزاوي النوعي، μ – وسيط الجاذبية للشمس (μ = G M_sun، G – ثابت الجاذبية (≈ 6.674×10⁻¹¹ م³/(كغ·ث²))، M_sun – كتلة الشمس ≈ 1.989×10³⁰ كغ)، m – كتلة الجسم (تُختزل إذا كان h نوعياً)

مسائل مفتوحة وحقائق طريفة

أصل الشكل المتطرف لأومواموا: تطاول ديناميكي أو شظية من جسم متحطم.; طبيعة التسارع غير الجاذبي لأومواموا: إطلاق غازات طيارة غير مرئية أم ضغط إشعاعي.; المعدل النموذجي لدخول الأجسام بين النجمية وتوزيع أحجامها.; إمكانية تمييز جسم بين نجمي عن جسم من سحابة أورت بمدار مضطرب.; تنظيم بعثة سريعة لجسم عابر من أجل دراسة مفصلة.

💡 عند اكتشاف أومواموا، افتُرض أولاً أنه مذنب، ثم كويكب، ثم أشار التسارع غير الجاذبي مجدداً إلى طبيعة مذنبية – بقي الجسم غامضاً.

لا مقالات بعد

جسم بين نجمي

التاريخ

كيف يعمل

التاريخ

كيف يعمل

التاريخ

كيف يعمل

مسائل مفتوحة وحقائق طريفة

مقالات ذات صلة