كيف تتشكل المذنبات وأين تأتي منها ولماذا تختلف مداراتها

تُوصف المذنبات غالباً بأنها كرات جليدية كونية: أجسام صلبة مصنوعة من الصخور والغبار والغازات المتجمدة تدور حول الشمس، وفقاً لنظرة وكالة ناسا العامة حول المذنبات. بعيداً عن الشمس، النواة الجليدية للمذنب، التي تُسمى النواة، صغيرة - تقارن وكالة ناسا حجمها تقريباً بحجم مدينة صغيرة. عندما يقترب المذنب من الشمس، يتسبب الحرارة في تبخر تلك الغازات المتجمدة، مما ينتج عنه رأس متوهج يُسمى الهالة يمكن أن ينمو ليصبح أكبر من معظم الكواكب، بالإضافة إلى ذيل من الغبار والغاز يمكن أن يمتد لملايين الأميال.

أين تتشكل المذنبات

وفقاً لوكالة ناسا، المذنبات هي بقايا متبقية من تشكل النظام الشمسي. بدلاً من أن تكون منتشرة بشكل عشوائي عبر النظام الشمسي، معظمها مركزة في منطقتين مختلفتين محددتين: حزام كايبر، الذي يبدأ خارج مدار نبتون، وسحابة أورت الأبعد جداً، كما تذكر صفحة حقائق حزام كايبر لوكالة ناسا.

حزام كايبر هو منطقة على شكل دونات من الأجسام الجليدية التي تبدأ بالقرب من مدار نبتون، حوالي 30 وحدة فلكية (AU) من الشمس، وتمتد إلى حوالي 50 وحدة فلكية في قسمها الرئيسي، مع قرص أكثر تناثراً يصل إلى ما يقرب من 1000 وحدة فلكية، وفقاً لوكالة ناسا. تم تسميته على اسم الفلكي جيرارد كايبر، الذي نشر عمل نظري حول الأجسام عابرة نبتون في عام 1951، على الرغم من أن الاكتشافات الفعلية لأجسام حزام كايبر لم تبدأ إلا في أوائل التسعينيات (بلوتو، الذي تم اكتشافه عام 1930، كان أول جسم من هذا النوع تم تحديده، على الرغم من عدم الاعتراف به كما هو الحال في ذلك الوقت). تم فهرسة أكثر من 2000 جسم هناك حتى الآن، وقدر العلماء أن مئات الآلاف من الأجسام الأكبر من 60 ميلاً (100 كيلومتر) موجودة في المنطقة، كما تقول وكالة ناسا.

تقع سحابة أورت بعيداً جداً خارج حزام كايبر، وتمتد مئات المليارات من الكيلومترات من الشمس، وفقاً لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA). يُعتقد أن مسافتها الشاسعة والتأثيرات الثقالية للنجوم المارة والسحب المدي للمجرة تعطيها شكلاً كروياً، على عكس حزام كايبر الأكثر تسطحاً وشكلاً قرصياً.

لماذا تختلف المدارات: المذنبات قصيرة الفترة مقابل طويلة الفترة

يشكل الخزان الذي ينشأ المذنب منه كيفية تصنيف علماء الفلك لمداره. تميز صفحة مهمة Comet Interceptor التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية عدة فئات بناءً على الفترة المدارية والزاوية التي يسافر بها المذنب بالنسبة إلى مستوى الكواكب (الكسوف).

تكمل مذنبات عائلة المشتري دورة مدارية في أقل من 20 سنة وتسافر قريبة من مستوى الكواكب، بالقرب من مدار المشتري؛ يتم تشكيل مساراتها بقوة بواسطة جاذبية المشتري، وفقاً لوكالة الفضاء الأوروبية. تتمتع مذنبات نوع هالي بفترات من 20 إلى 200 سنة، وتسافر بين مدارات المشتري وبلوتو، ويمكن أن تقترب من الشمس بأي زاوية من 0 إلى 90 درجة بالنسبة إلى مستوى الكواكب - مذنب هالي، الذي يعود تقريباً كل 76 سنة، هو المثال الأكثر شهرة الذي تستشهد به وكالة الفضاء الأوروبية.

يتم تصنيف كل من مذنبات عائلة المشتري ومذنبات نوع هالي كمذنبات قصيرة الفترة، وتنسب صفحة حزام كايبر التابعة لوكالة ناسا معظم المذنبات قصيرة الفترة من عائلة المشتري إلى التصادمات في حزام كايبر التي ترسل أجزاء نحو الشمس تحت تأثير الجاذبية لنبتون.

بالمقابل، تتمتع المذنبات طويلة الفترة بفترات مدارية تتراوح من 200 سنة إلى أكثر من مليون سنة، كما تذكر وكالة الفضاء الأوروبية. هذه المذنبات نادراً ما تدخل النظام الشمسي الداخلي وتميل إلى الوصول من اتجاهات وزوايا عشوائية بدلاً من الالتصاق بمستوى الكواكب - وهي نمط يتسق مع أصل في سحابة أورت الكروية تقريباً بدلاً من حزام كايبر المسطح. لأن المذنبات طويلة الفترة نادراً ما يتم ملاحظتها عن قرب، تهدف مهمة Comet Interceptor التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى أن تكون الأولى التي تدرس واحدة عن قرب.

فئات مدارية أخرى

تصف وكالة الفضاء الأوروبية أيضاً المذنبات الماسة للشمس، التي تمر قريبة جداً من الشمس وغالباً ما تنقسم أو تتبخر من الحرارة، والمذنبات غير الدورية، التي يمكن أن تكتسب سرعة كافية من الاقترابات القريبة من الكواكب للهروب من جاذبية الشمس بالكامل والخروج من النظام الشمسي. بشكل منفصل، يُعتقد أن الأجسام البينجمية مثل 1I/'Oumuamua هي مذنبات خارجية تشكلت حول نجوم أخرى قبل المرور عبر نظامنا الشمسي، وفقاً لوكالة الفضاء الأوروبية.

ما تتكون منه المذنبات

تصف وكالة ناسا المذنبات بأنها مكونة من الصخور والغبار والغازات المتجمدة. توصف المادة في حزام كايبر بشكل خاص من قبل وكالة ناسا بأنها بقايا جليدية تحتوي على الصخور والجليد المائي والأمونيا والميثان، مع بعض الأجسام التي تتجاوز 600 ميل (حوالي 965 كيلومتر) عبر، بما في ذلك الكواكب القزمة مثل بلوتو وإريس التي تشارك المنطقة. تلاحظ وكالة ناسا أيضاً أن إجمالي الكتلة المقدرة لحزام كايبر لا تزيد عن حوالي 10% من كتلة الأرض.

على مدار الممرات المتكررة بالقرب من الشمس، يتم استنزاف جليد المذنب تدريجياً. تلاحظ صفحة حزام كايبر التابعة لوكالة ناسا أن مثل هذه المذنبات يمكن أن تصبح في النهاية خاملة، لا تعود تنتج الهالة والذيل المرئي الذي يحدد المذنبات النشطة.