כיצד נוצרים כוכבי זנב, מאיפה הם מגיעים ולמה המסלולים שלהם שונים

כוכבי זנב מתוארים לעתים קרובות ככדורי קרח קוסמיים: גופים מוצקים המורכבים מסלע, אבק וגזים קפואים המקיפים את השמש, על פי סקירת נאסא על כוכבי זנב. רחוק מהשמש, הליבה הקרחונית של כוכב זנב, הנקראת nucleus, קטנה - נאסא משווה אותה לגודל של עיר קטנה בערך. כאשר כוכב זנב מתקרב לשמש, חום גורם לאותם גזים קפואים להתאדות, מייצר ראש זוהר הנקרא coma שיכול להיות גדול יותר מרוב הכוכבים, בתוספת זנב של אבק וגז שיכול להימתח למיליוני מיילים.

היכן נוצרים כוכבי זנב

על פי נאסא, כוכבי זנב הם שרידים שנותרו מהיווצרות מערכת השמש. במקום להיות מפוזרים באופן אקראי במערכת השמש, רובם מרוכזים בשני אזורי אחסון נפרדים: חגורת קויפר, החל מעבר למסלול נפטון, וענן אורט הרחוק הרבה יותר, כפי שמסבירה עמוד עובדות חגורת קויפר של נאסא.

חגורת קויפר היא אזור בצורת דונאט של גופים קרחוניים שמתחיל ליד מסלול נפטון, כ-30 יחידות אסטרונומיות (AU) מהשמש, והעברות לסביב 50 AU בחלקו הראשי, עם דיסק מפוזר יותר המגיע לכמעט 1,000 AU, על פי נאסא. היא נקראת על שם האסטרונום ג'רארד קויפר, שפרסם עבודה תיאורטית על עצמים טרנס-נפטוניים בשנת 1951, אם כי גילויות בפועל של עצמים בחגורת קויפר לא התחילו עד תחילת שנות התשעים (פלוטו, שהתגלה בשנת 1930, היה הגוף הראשון של סוג זה שזוהה, אם כי לא הוכר ככזה בזמן ההוא). יותר מ-2,000 אובייקטים נזקפו שם עד כה, וחוקרים מעריכים שמאות אלפי גופים גדולים מ-60 מייל (100 קילומטרים) רחבים קיימים באזור, אומרת נאסא.

ענן אורט מונח הרבה מעבר לחגורת קויפר, ומשתרע מאות מיליארדים של קילומטרים מהשמש, על פי סוכנות החלל האירופית (ESA). המרחק העצום שלה והשפעות הכבידה של כוכבים עוברים והכוח הגאות של הגלקסיה נחשבים לתת לה צורה כדורית, בניגוד לחגורת קויפר השטוחה יותר וצורת הדיסק.

מדוע מסלולים שונים: כוכבי זנב בעלי תקופה קצרה מול תקופה ארוכה

המאגר שמהו כוכב זנב מקורו עיצב כיצד אסטרונומים מסווגים את מסלולו. עמוד מיסיון Comet Interceptor של סוכנות החלל האירופית מבחין בין מספר קטגוריות על סמך תקופה מסלולית וזווית שבה כוכב זנב נוסע ביחס למישור הכוכבים (האקליפטיקה).

כוכבי זנב של משפחת צדק משלימים מסלול בתוך 20 שנים וטוסים קרוב למישור הכוכבים, ליד מסלול צדק; מסלוליהם מעוצבים בעוצמה על ידי כוח הכבידה של צדק, על פי סוכנות החלל האירופית. לכוכבי זנב מסוג הלי יש תקופות של 20 עד 200 שנים, טסים בין מסלולי צדק ופלוטו, ויכולים להתקרב לשמש בכל זווית מ-0 עד 90 מעלות ביחס למישור הכוכבים - כוכב הזנב של הלי, החוזר בערך כל 76 שנה, הוא הדוגמה המוכרת ביותר המצוטטת על ידי סוכנות החלל האירופית.

גם כוכבי זנב של משפחת צדק וגם כוכבי זנב מסוג הלי מסווגים כ-כוכבי זנב בעלי תקופה קצרה, ודף חגורת קויפר של נאסא מייחס את רוב כוכבי זנב בעלי תקופה קצרה של משפחת צדק להתנגשויות בחגורת קויפר המשלחות שברים לכיוון השמש תחת השפעת הכבידה של נפטון.

לעומת זאת, לכוכבי זנב בעלי תקופה ארוכה יש תקופות מסלוליות החל מ-200 שנה ועד למעלה ממיליון שנים, סוכנות החלל האירופית מציינת. כוכבים אלה נכנסים לעיתים רחוקות למערכת השמש הפנימית ונוטים להגיע מכיוונים וזוויות כמעט אקראיים ולא להתקרב למישור הכוכבים - דפוס עולה בקנה אחד עם מקור בענן אורט בעל צורה כדורית בערך ולא חגורת קויפר השטוחה. מכיוון שכוכבי זנב בעלי תקופה ארוכה נצפים במעט מאוד בעירוי קרוב, מיסיון Comet Interceptor של סוכנות החלל האירופית מטרתה להיות הראשון לחקור אחד לעומק.

קטגוריות מסלול אחרות

סוכנות החלל האירופית גם מתארת כוכבי זנב הנוגעים בשמש, אשר עוברים קרוב מאוד לשמש ולעתים קרובות מתפוררים או מתאדים מהחום, וכוכבי זנב לא תקופתיים, אשר יכולים להשיג מהירות מספקת מפגישות קרובות עם כוכבים לימות לברוח מכוח הכבידה של השמש לחלוטין ולעזוב את מערכת השמש. בנפרד, עצמים בין-כוכביים כמו 1I/'Oumuamua נחשבים להיות כוכבי זנב חיצוניים שנוצרו סביב כוכבים אחרים לפני שעברו דרך מערכת השמש שלנו, על פי סוכנות החלל האירופית.

מה כוכבי זנב עשויים

נאסא מתארת כוכבי זנב כמורכבים מסלע, אבק וגזים קפואים. חומר בחגורת קויפר בפרט מתואר על ידי נאסא כשרידים קרחוניים המכילים סלע, קרח מים, אמוניה ומתאן, כאשר בחלק מהגופים יש רוחב העולה על 600 מיילים (כ-965 קילומטרים), כולל כוכבי לכת ננסיים כמו פלוטו ואריס המשתפים פעולה באזור. נאסא גם מציינת שהמסה המשוערת הכוללת של חגורת קויפר אינה יותר מכ-10% ממסת כדור הארץ.

במהלך מעברים חוזרים בקרבת השמש, הקרח של כוכב זנב מתרוקן בהדרגה. דף חגורת קויפר של נאסא מציין כי כוכבי זנב כאלה יכולים בסופו של דבר להיות שקטים, כבר לא מייצרים את ה-coma והזנב הנראה לעין המאפיינים כוכבי זנב פעילים.