معلومات عن الشهب

مجرة درب التبانة

تعرف مجرة درب التبانة بأنّها مجرة حلزونية تشكلت منذ حوالي 13.6 مليار سنة، وتضم هذه المجرة بضعة مئات المليارات من النجوم، كما تضم هذه المجرة النظام الشمسي الخاص بالكرة الأرضية، وغيرها العديد من الأجرام السماوية كالشهب والمذنبات والسديم والكواكب والثقوب السوداء، وبسبب كبر حجم هذه المجرة لم يتمكن العلماء من تحديد بنية مجرة درب التبانة، ولكن يمكن التعرف على بنية مجرة درب التبانة من خلال فحص المجرات الأخرى المشابهة لها، حيث تمكن العلماء من تقسيم بنية مجرة درب التبانة إلى ثلاثة أقسام وهي النواة والأذرع والهالة، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن الشهب التي تعد أحد الأجرام السماوية التي تسبح داخل مجرة درب التبانة.^[١]

الشهب

تعرف الشهب بأنّها أجسام فضائية صغيرة نسبيًا، عادةً ما تكون من الحجر الطبيعي أو المعدني، تبدأ باكتساب السخونة والتوهج في حال دخولها الغلاف الجوي الأرضي، وعند دخول الشهاب إلى الغلاف الجوي فإنّه يسير بسرعة عالية تصل إلى 11 كيلو متر في الثانية كحد أدنى، كما يبدأ سطحه في التبخر والذوبان وتسخين الهواء المحيط به عند دخوله إلى الغلاف الجوي الأرضي بهذه السرعة، فعند تبخر جميع مكونات هذا الجسم قبل أن يصل سطح الأرض فإنّه يطلق عليه اسم شهاب، بينما إذا نجى هذا الجسم من التبخر والتلاشي في الغلاف الجوي وسقط على سطح الأرض فإنه يعرف باسم النيزك، وفي هذا المقال سيتم التوسع في الحديث عن الشهب.^[٢]

تاريخ الشهب والنيازك

استمر الناس بالاعتقاد بأنّ الشهاب جسم في السماء يستحضر الخرافات ويرتبط بالآلهة والدين، ودام هذا الاعتقاد لفترة طويلة جدًا خلال العصور القديمة، حيث كان يعتقد بأن الشهاب يسقط على الأرض كهدية من الملائكة، بينما اعتقد البعض الآخر من الناس بأنّ الآلهة كانت تظهر غضبها من خلال حذف الشهب على الأرض، وفي القرن السابع عشر اعتقد الكثيرون بأن الشهاب يسقط من العواصف الرعدية، ولكن العلماء كانوا يشككون من إمكانية سقوط الشهاب من الغيوم والسماء، ومن ثم ظهرت نظرية جديدة تنص على أن الشهب هي أجزاء تفككت وتكسرت من الكويكبات والكواكب الأخرى، حيث ظهرت هذه النظرية بعد سقوط أحد الشهب فوق ولاية كونيتيكت في عام 1807، ولا تزال هذه النظرية قائمة وقيد البحث، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن أشهر الأحداث التي تسببت فيها الشهب أو بالمعنى الأصح النيازك عندما سقطت على سطح الأرض:^[٣]

• غابة سيبيريا: سقط نيزك على أراضي غابة سيبيريا في 30 يونيو من عام 1908، والذي تسبب في تدمير مئات الأميال المربعة من الغابة، كما تمكن هذا التيزك من إرسال رياح ساخنة وضوضاء عالية جدًا وهز الأرض لدرجة كافية لكسر النوافذ في القرى المجاورة.
• نبراسكا: سقط نيزك كبير في الولايات المتحدة في ولاية نبراسكا في عام 1948، حيث قال البعض ممن تمكنوا من مشاهدة هذا الشهاب بأنه أكثر إشراقًا من الشمس، كما تم العثور على نيزك مدفون تحت عمق 10 أقدام تحت الأرض ويصل وزنه إلى 2،360 رطل في هذه الولاية.
• أريزونا: حيث سقط شهاب في الولايات المتحدة وبالتحديد في ولاية أريزونا، ولقد سقط هذا الشهاب في فترة ما بين 20،000 إلى 50،000 سنة مضت، كما تسبب هذا الشهاب بحفرة يبلغ عمقها 600 قدم وعرضها ميل تقريبًا.

أنواع الشهب والنيازك

عادةً ما يتسبب الشهاب في أضرار كبيرة للكائنات الحية على سطح الأرض عند سقوطه عليها أو انفجاره قبل أن يصلها، حيث يمكن أن تتسبب هذه الأجسام في العديد من حوادث الانقراض والموت الجماعي، كما يمكن أن ينتج تغيرات في البيئات التي تسقط عليها النيازك، وهنالك عدة أنواع من الشهب والتي يتم تسميتها اعتمادًا على المكونات التي يتشكل منها الشهاب، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن أنواع الشهب:^[٤]

• شهب صخرية: عادةً ما يحتوي هذا النوع على الأحماض الأمينية والجزيئات العضوية الأخرى، ويتشكل هذا النوع من تراكم أنواع مختلفة من الغبار والحبوب الصغيرة التي كانت موجودة في النظام الشمسي المبكر لتكوين الكويكبات البدائية، كما يعد هذا النوع هو الأكثر شيوعًا من حيث سقوطه على الأرض، إذ يشكل هذا النوع حوالي 85 أو 86% من مجموع النيازك الساقطة على الأرض.
• شهب حديدية: يتكون هذا النوع من سبائك الحديد والنيكل، وتشكل حوالي 6% من جميع النيازك، وينتج هذا النوع من النوى الداخلية للكواكب الصغيرة الأولية، حيث كان الحديد المكون للشهب أول مصادر الحديد استخدامًا، حيث يمكن العثور على هذا النوع بشكل أسهل من العثور على الحديد الأصلي.
• شهب حديدية حجرية: وهي شهب تتكون من الحديد والحجر، حيث تحتوي تقريبًا على أجزاء متساوية من الحديد والسيليكات، كما يعد هذا النوع نادر جدًا، إذ لا يشكّل سوى 1% من المجموع الكلي للنيازك.
• شهب زجاجية: عادةً ما يبدو هذا النوع مثل البازلت أو الجرانيت، ويشكل هذا النوع حوالي 8 % من جميع النيازك، كما يتميز الشهاب الزجاجي بعلامات الانصهار وإعادة التبلور.

مكونات الشهب والنيازك

عندما يسقط النيزك على الأرض فإنّه يشكل حفرة بحجم 12 إلى 20 ضعف حجم النيزك نفسه، وعادةً ما يعتمد حجم الحفرة على حجم الشهاب وسرعة سقوطه ومكوناته، كما يمكن أن تتزايد سرعة الشهاب بحوالي ضعف سرعته قبل دخوله للغلاف الجوي الأرضي، مما سيتسبب في حفر كبيرة جدًا في حال سقوطه على سطح الأرض، ولكن المشكلة الأكبر تكمن في تفجر الشهاب فوق سطح الأرض قبل وصوله إلى الأرض والذي قد يتسبب في أضرار واسعة النطاق بسبب الانفجار والنيران، ومن الممكن دراسة تركيب الشهب ومكوناتها من خلال دراسة النيازك الواقعة على الأرض، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن مكونات الشهب التي استنتجت من خلال هذه الدراسات:^[٣]

• الشهب الحجرية:

• الشهب المعدنية:

مصدر الشهب

تحتوي كتلة النظام الشمسي على جزء من الأجسام صغيرة الحجم التي تتبع مدارات غريبة الأطوار، فعادةً ما كانت بنية هذه الأجسام أو استقرارها المداري في خطر على مدار تاريخ النظام الشمسي، ولقد تم العثور على معظم هذه الأجسام الصغيرة في منطقتين من النظام الشمسي وهما؛ حزام الكويكبات وحزام كيوبر، ولقد كان من الممكن أن تتوزع هذه الأجسام الصغيرة في مختلف أنحاء النظام الشمسي، ولكن بسبب انتهاء معظم التصادمات للكواكب قبل أربعة مليار سنة فلقد تضائل إنتاج هذه الأجسام الصغيرة التي تقصف الكرة الأرضية، حيث أصبحت الآثار الهائلة الناتجة عن تصادم الأجرام السماوية ببعضها نادرة جدًا، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن مصادر الشهب:^[٢]

حزام الكويكبات

يقع هذا الحزام بين كوكبي المريخ والمشتري، بحيث يمكن نقل جزيئات الغبار إلى مدار الأرض من حزام الكويكبات من خلال التفاعل مع الإشعاع الشمسي، كما تتقاطع مدارات الأجسام الموجودة في حزام الكويكبات مع مدار الكرة الأرضية بسبب الرنين الجاذبي بين هذه الأجسام وكوكب المشتري، كما يمكن أن تتسبب التصادمات بإلقاء بعض الجسيمات في مدار الأرض مشكلةً الشهب والنيازك.^[٢]

حزام كيوبر وسحابة أورت

تمتد هذه المنطقة من مدار نبتون إلى الخارج، حيث تتعرض الأجسام الجليدية الموجودة في حزام كيوبر للاضطرابات في مداراتها حيث تتداخل مع مدارات الأرض بفعل الجاذبية مع كوكب نبتون أو النجوم العابرة أو السحب النجمية، وعند اقتراب هذه الأجسام من الشمس فإنها تبدأ بنثر الجزيئات الصغيرة وبعث الغازات، مما يشابه مظهر المذنبات، ولكن تصطدم هذه الأجسام بالأرض عندما تتقاطع مع مداراتها على شكل شهب ونيازك.^[٢]

دخول الشهب إلى الغلاف الجوي

عندما يدخل الشهاب أو النيزك إلى الغلاف الجوي المحيط بالكرة الأرضية فإنّ درجة حرارته ترتفع إلى ما يزيد عن 3000 درجة فهرنهايت مما يجعله متوهجًا، ومن الشائع أن الارتفاع في درجة الحرارة هذه ناتجة عن الاحتكاك بين الشهاب ومكونات الغلاف الجوي، ولكن هذا الأمر ليس صحيحًا، إذ تزداد درجات الحرارة بفعل ظاهرة تدعى بضغط الكبش، حيث يقوم الشهاب بضغط الهواء الذي أمامه مما يرفع درجة حرارة هذا الهواء، وبالتالي ترتفع حرارة الشهاب.^[٣]

عادةً ما تصبح الشهب مرئيةً عند ارتفاع يقارب 60 ميلًا، وبسبب الارتفاع في درجات الحرارة فإن معظم مكونات النيزك او الشهاب تتبخر في الجو، بينما تتناثر مكونات بعض الشهب الكبيرة محدثةً انفجارًا، حيث يمكن سماع هذا الانفجار عن بعد 30 ميلًا، وغالبًا ما بتفكك الشهاب اعتمادًا على تركيبه وسرعته وزاوية دخوله إلى الغلاف الجوي، إذ يتعرض الشهاب ذو السرعة العالية الذي يدخل الغلاف الجوي بزاوية مائلة إلى ضغط كبير، بينما يقوم الشهاب المتكون من الحديد بتحمل الإجهاد بشكل أكبر من الشهاب المتكون من الحجر، ومع ذلك فعادةً ما يتفكك النيزك الحديدي عندما يصل طبقات الغلاف الجوي عالية الكثافة والتي تبعد عن سطح الأرض ما بين 5 إلى 7 أميال، ولكن إذ انفجر النيزك بالقرب من سطح الأرض فإنه يحدث أضرارًا واسعةً ونيرانًا تتلو الانفجار، حيث حدثت مثل هذه الحالة في سيبريا في عام 1908.^[٣]

تأثير الشهب والنيازك على سطح الأرض

لقد ذكر سابقًا بأنّ الشهب الكبيرة التي تنجو من رحلتها عبر الغلاف الجوي وتسقط على سطح الأرض أو على المسطحات المائية تعرف باسم النيازك، وعادةً ما تكون هذه الأجسام التي تصل إلى سطح الأرض صخورًا ملساء تحتوي على الحديد أو مزيج من الصخور والحديد، ويعتمد أثر سقوط النيازك على سطح الأرض بأحجامها، فمن الممكن أن تكون هذه القطع الساقطة على سطح الأرض صغيرة جدًا إلى حد لا يمكنها من التسبب بأضرار كبيرة للبشر والأنظمة الحيوية المختلفة، بينما يمكن أن تتسبب النيازك الكبيرة في إحداث أضرار هائلة على سطح الأرض، حيث يمكن أن تتسبب بحفر كبيرة الحجم على سطح الأرض، كفوهة بارينجر في أريزونا التي يصل قطرها إلى حوالي 50 مترًا.^[٥]

كما سقط أحد هذه النيازك على مدينة تشيليابينسك في روسيا في عام 2013، حيث تسبب بحفرة يصل قطرها إلى حوالي 20 مترًا، إذ تسبب هذا السقوط بموجات اهتزاز أدت إلى تحطيم النوافذ على مسافة كبيرة جدًا، ولحسن الحظ بأن هذه الهجمات على سطح الأرض نادرة الحدوث في هذه الأيام، إلا أن الأرض تعرضت للعديد من هذه الهجمات قبل مليارات السنين في الفترة التي تلت تشكلها، حيث تصادمت الأرض في ذلك الوقت مع العديد من هذه النيازك من مختلف الأحجام والأشكال.^[٥]

تأثير الشهب والنيازك على الغلاف الجوي

لا تؤثر الشهب والنيازك على سطح الأرض وحسب، إذ إنّ لها تأثيرًا على الغلاف الجوي ومكوناته أيضًا، وهنالك 3 أنواع من التأثيرات التي تتسبب بها هذا الشهب والنيازك في الغلاف الجوي، إذ إنها تلقي بالأغبرة في غلاف الأرض الجوي وتقوم بتأيين الجزيئات المكونة له، كما أنها تصدر ألوانًا وأصواتًا مختلفةً عند دخولها إليه، وفي ما يأتي أهم ما يميز هذه التأثيرات:

• إلقاء الأغبرة: إذ قد تبقى أغبرة الشهب والنيازك في الغلاف الجوي الأرضي لعدة أشهر، بحيث تقوم بالتأثير على المناخ من خلال تشتيت الأشعة الكهرومغناطيسية أو تحفيز التفاعلات الكيميائية المختلفة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
• تأيين مكونات الغلاف الجوي: حيث تبدأ هذه العملية لحظة دخول الشهاب إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي، وقد تستمر مسارات التأين الناتجة عن الشهاب لمدة 45 دقيقة، ومن الممكن العثور على هذه المسارات بشكل مستمر في الطبقات العليا بسبب دخول شهب بحجم حبة الرمل إلى الغلاف الجوي باستمرار.
• إصدار الأصوات والألوان: حيث تصدر الشهب عند دخولها إلى الغلاف الجوي العديد من الأصوات التي يعتقد أنها ناتجة عن تفاعل الحقل المغناطيسي الأرضي مع مسارات التأين للشهاب، كما تصدر الشهب ألوانًا مختلفةً حسب مكوناتها الكيميائية وسرعة حركتها عبر الغلاف الجوي، ففي ما يأتي بعض الألوان الصدرة عن الشهب والمكون الكيميائي المسؤول عن هذا اللون:
  • اللون البرتقالي-الأصفر ناجم عن الصوديوم.
  • اللون الأصفر ناجم عن الحديد.
  • اللون الأزرق-الأخضر ناجم عن المغنيسيوم.
  • اللون البنفسجي ناجم عن الكالسيوم.
  • اللوم الأحمر ناجم عن الأكسجين والنيتروجين الجوي.

زخات الشهب

يمكن رؤية عدة شهب تسير في مجموعات خلال ساعات الليل، وتعرف هذه المجموعات باسم زخات الشهب، حيث تحدث هذه الزخات سنويًا أو على فترات منتظمة، وعند رؤية هذه الزخات تكون الأرض تتخذ نفس مسار الحطام الذي خلفه أحد المذنبات أو الكويكبات، وتعد شهب البرشاويات أكثر الزخات شهرة والتي تبلغ ذروتها في 12 أغسطس من كل عام، ويعد مذنب سويفت تتل هو المصدر الرئيس لهذه الزخات، وعادةً ما تكون هذه الزخات عبارة عن قطع صغيرة ناتجة عن تفكك أجزاء من هذا المذنب، كما تعد أيضًا زخات الأسديات من أشهر الزخات الأخرى للشهب والمرتبطة بالمذنب تمبل توتل.^[٦] تشمل الزخات الأخرى كلًا من زخات أوريونيد المرتبطة بالمذنب هالي، وزخات الثوريات المرتبطة بالمذنب إنكي، وعادةً ما تكون الزخات الناتجة من المذنب إنكي صغيرة جدًا، بحيث يتراوح حجم الحطام الناتج عن هذا المذنب ما بين حجم حبة الرمل وحبة البازلاء، وعادةً ما يتم التقاط غبار الشهب عن طريق طائرات مرتفعة وأخذها إلى مختبرات ناسا لتحليلها، كما أن هنالك العديد من الزخات الأخرى للشهب التي لم يتم ذكرها والتي يمكن رصدها بين كل فترة وأخرى.^[٦]

المراجع

1. ↑ "Milky Way", www.encyclopedia.com, Retrieved 01-01-2020. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت ث} "Meteor and meteoroid", www.britannica.com, Retrieved 01-01-2020. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث} "Meteors and Meteor Showers: The Science", www.space.com, Retrieved 01-01-2020. Edited.
4. ↑ "Meteor", www.wikiwand.com, Retrieved 02-01-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "How Meteors Form and What They Are", www.thoughtco.com, Retrieved 02-01-2020. Edited.
6. ^ ^{أ ب} "Meteors & Meteorites", solarsystem.nasa.gov, Retrieved 02-01-2020. Edited.