المـذنـبـات

ناصر أسعد منذر

... كان المذنب يتحرك قريبًا جدًا من القمر الأخير...
وهم قفزوا إليه مع خدمهم وأجهزتهم العلمية...
ميكروميجاس - فولتير

ارتبط ظهور المذنبات وفق معتقدات الأقدمين بكوارث وأحداث عظيمة، فعندما ظهر مذنب هالي في ربيع وصيف عام 1066 تم تفسير ذلك على أنه نذير بوفاة الملك هارولد ملك إنكلترا في موقعة هاستنغز، التي جرت في شهر تشرين الأول من العام نفسه، كما أن عودة هالي في العام 1301 ألهمت الفنان الإيطالي جيوتو Giotto، الذي خلَّد مرور المذنب بريشته على حائط كنيسة سكروفينيا بمدينة بادوا حيث جعل كرة نارية ذات ذيل طويل ممتد في السماء محل الملائكة في لوحة الفريسك لميلاد السيد المسيح التي تمثل قدوم المجوس اهتداءً بالمذنب، ليباركوا الطفل القديس. كما ساد اعتقاد حتى وقت قريب بعلاقة ما بين الهطولات النيزكية – وهي جزيئات صغيرة الحجم خلفتها المذنبات التي دارت حول الشمس، تخترق الغلاف الجوي للأرض على شكل وميض ينتج عن احتراق هذه الجزيئات – وبين الأوبئة التي أصابت البشر بتزامن مع تعرض الأرض لتلك الدفقات النيزكية، حيث كان يعتقد أنها تنشر على كوكبنا كائنات حية دقيقة تسبب تلك الأمراض. وإن كان من المثبت اليوم أن المذنبات تحتوي على المواد العضوية الأساسية "مثل الحموض الأمينية" إلا أن إمكانية نشوء جراثيم حية عنها هو أمر بعيد التصور بسبب الصقيع الكوني الذي تبقى فيه المذنبات.

نعلم اليوم أن كارثة عظيمة قد تنجم عن اصطدام مذنب بكوكبنا، فمثلاً لو أن مذنب شوماخر-ليفي في العام 1994 ضرب الأرض عوضًا عن المشتري لتبعثر كوكبنا العزيز قطعًا صغيرة! كما أننا نعلم أن الديناصورات، والتي سادت الأرض لأكثر من 130 مليون سنة، قد انقرضت بسبب جرم كوني ضرب الأرض منذ حوالي 65 مليون سنة حيث سبَّب حريقًا هائلاً دخلت بعده الأرض عصرًا جليديًا، كما تفيد الدراسات الإحصائية أن انقراضات جماعية وكبيرة للكائنات الحية حدثت بسبب اصطدامات للمذنبات بكوكبنا بدور زمني يساوي 26 مليون سنة، ونحن اليوم نعيش في نصف هذا الدور، لكننا لسنا بمنأى تمامًا عن هذا الخطر الذي يمكن أن يحدث في أي لحظة. لذلك تقوم المراصد الأرضية والفضائية بدراسة الأجرام الكونية التائهة في الفضاء وحساب مداراتها وإمكانية اصطدامها بكوبنا والسبل الممكن اتباعها لتلافي ذلك الأمر. طبعًا هناك صعوبات كثيرة تعترض مراقبة هذه الأجسام لأن مداراتها مجهولة تقريبًا بسبب عدم استقرار حركتها ولسهولة حرفها عن مسارها، كما أن الحجم الصغير نسبيًا للمذنبات والكويكبات السيارة يجعل ملاحظتها عن بعد صعبة جدًا حيث أنها تبقى مختفية في الظلام الكوني ولا تصبح مرئية في أغلب الأحيان إلا عندما تكون محاطة بنواتج تبخرها الذي تسببه الأشعة الشمسية، وأحد أفضل الحلول المطروحة الآن لحرف المذنبات المقدر لها الاصطدام بكوكبنا هو تغيير لونها بطريقة ما (ربما بطلاء سطحها بلون أبيض أو أسود) لتغيير الطاقة التي تتلقاها من الشمس وبالتالي التأثير في "محركها الصاروخي"، والذي هو عبارة عن تيارات الغاز والبخار الذي تنفثه النواة، أما الحل الأكثر تواردًا لدى الناس (وهو ما روَّجت له بعض أفلام الخيال العلمي) والقاضي بتفجير الجسم بصاروخ أو قنابل نووية أو غيرها فله محاذير كثيرة أبرزها أنه قد يحطم الكويكب إلى قطع صغيرة تعود بدورها لتضرب الأرض وتسبب دمارًا كبيرًا في عدد من مناطق الكرة الأرضية وهو ما عبَّر عنه فيلم Independence Day.

كان إدمون هالي أول من أشار إلى أن للمذنبات مدارات حول الشمس تعبرها دوريًا، فعند ظهور مذنب عام 1682 قام هالي بمراجعة الوثائق القديمة فلاحظ أن قدوم مذنب حدث في الأعوام 1456 و1531 و1607، أي كل 76 سنة، فاستنتج أن المذنبات تدور حول الشمس كالكواكب لكن مداراتها أكثر تطاولاً مما يحول دون رؤيتها إلا في حال اقترابها من الشمس. وتحققت نبوءته بعودة مذنب العام 1682 الذي سمي باسمه "هالي" في العام 1758. وطبعًا لم يعش هالي ليشهد صحة حساباته، عاد مذنب هالي في الأعوام 1835 و1910 و1986، وقد أرسلت في أثناء عودته الأخيرة خمسة مركبات فضائية لدراسته، اثنتان روسيتان واثنتان يابانيتان وواحدة أوروبية، وسميت المركبة الأخيرة باسم الفنان الإيطالي جيوتو، واكتفت الولايات المتحدة آنذاك برصد المذنب بواسطة التلسكوبات، حيث كانت الإدارة الأمريكية قد ألغت التمويل لمشاريع تقدمت بها أكاديمية العلوم الوطنية الأمريكية، وطرحت المشاركة في بعثة جيوتو الأوربية عبر إطلاق الجهاز بصاروخ أمريكي، إلا أن طلبها بحق الإشراف على أهم التجارب العلمية دفع الأوربيين إلى الاستغناء عن مشاركة الأمريكان وإطلاق مركبتهم بواسطة الصاروخ الفرنسي أريان-2، حيث أطلق جيوتو في 2 تموز من العام 1985 إلى مدار حول الأرض، وبعد ثمانية أشهر، وفي 13 آذار 1986، أتيح له لقاء ذيل المذنب على بعد آلاف الكيلومترات من نواته، حيث التقط صورًا للنواة واستقصى على مدى أربع ساعات قوام مكونات الذيل من الغبار والجسيمات المشحونة وجزيئات الغاز المنطلقة من النواة باستخدام حساسات غبارية ومقياس طيف كتلوي وأجهزة مغناطيسية. أما المسبارين السوفيتيين فيغا-1 وفيغا-2 فقد أطلقا في كانون الأول وكانون الثاني من العام 1984 على متن مركبات الفضاء فينيرا المخصصة لدراسة كوكب الزهرة حيث أنها بعد أن أنزلت أجهزة على سطح الزهرة، قامت بمناورة في الفضاء متحركة بسرعة 70 كم/ثا لتقترب من المذنب، في آذار 1986، حتى 10000 كم. وقد استمر عمل المركبات السوفيتية لدراسة المذنب وقتًا أطول، وقامت بقياسات في نطاق واسع من أطوال الموجات تحت الحمراء وفوق البنفسجية، وكذلك درست طبيعة الغبار الناتج والظواهر المغناطيسية المرافقة. أما مساهمة اليابانيين في دراسة هالي فكانت عبر مركبتين (بلانيت-A وساكي كاكي) أعدهما معهد استقصاء الفضاء والملاحة الفضائية في جامعة طوكيو، وقد راقبتا المذنب في شباط وآذار 1986 من على بعد كبير (200000 كم، و7000000 كم) وقامتا بدراسة سلوك النواة وتأثير الريح الشمسية عليه والتقطتا مجموعة من الصور.

مذنب هالي

في حين أن مدارات الكواكب كلها تقع في مستوي واحد تقريبًا (مع مدار متطاول ومائل قليلاً لبلوتو)، تميل مدارات المذنبات على هذا المستوي بزوايا مختلفة، فمثلاً مذنب هالي يميل بزاوية 18 درجة، ولهذا السبب لم يستمر لقاء المسابر الخمسة مع هالي وقتًا طويلاً نسبيًا بسبب التزام المركبات بمستوي مدار الأرض حول الشمس، ذلك أن انتقال المركبة إلى مستوي آخر يتطلب استهلاك طاقة أكبر وبالتالي حمولة أكبر، لذلك كان اللقاء يحدث أثناء تقاطع مدار هالي مع مدار الأرض.

قد تنجح بعض الكواكب في أسر المذنبات لتجعلها توابع لها أو تؤثر على مداراتها، فمثلاً تأخر ظهور مذنب هالي عام 1758 حتى 25 كانون الأول بسبب الكبح الذي تعرض له من قبل الجذب الثقالي لكوكب المشتري، كما أن تريتون تابع نبتون يعتقد أنه لم ينشأ من السديم المحلي الأصلي المحيط بنبتون بل هو عضو ضخم من حزام كويبر أمسكت به جاذبية نبتون لتجعله تابعًا لها. ويدل على ذلك أن دوران تريتون حول نبتون يحصل باتجاه معاكس لدوران نبتون (بعكس وضع غالبية الأقمار الكبيرة في المنظومة الشمسية). كما يعتقد أن الكوكب بلوتو الشاذ عن الكواكب الأخرى ينتمي إلى المصدر نفسه، وكان قد أسره أورانوس ونبتون إلا أنه أفلت من الأسر ليبقى تابعًا للشمس.

في العام 1950 افترض العالم الهولندي أورت وجود سحابة من الأجسام الجليدية على تخوم المجموعة الشمسية أسماها "عش المذنبات" حيث يتجمع أكثر من 100000 مليون جسم صغير لا يتجاوز أكبرها حجم صخرة متوسطة، وهي عبارة عن بقايا الغاز والغبار الذي كوَّن المجموعة الشمسية، وقد يحدث أحيانًا أن تصطدم هذه الأجسام ببعضها أو تتعرض لفعل الجذب الثقالي لكوكب المشتري أو أحد الكواكب فتخرج عن مداراتها إما لتتحرر من جذب الشمس فتبحر حينها خارج نظامنا الشمسي، أو تتخذ لنفسها مدارًا متطاولاً حول الشمس مارة بين الكواكب، وعندها يبدأ المذنب بفقدان أجزاء من كتلته بفعل التبخر حيث تتشكل هالة ضبابية حول المذنب تدفع الريح الشمسية هذه الهالة بعيدًا عنها على هيئة ذيل طويل قد يبلغ في امتداده ملايين الكيلومترات، ومن هنا أتت التسمية "مذنب"، أما التسمية Comet فتعود إلى كلمة لاتينية معناها "النجوم ذات الشعر". وتتغير جهة الذيل عند دورانه حول الشمس. وعندما يبتعد المذنب عن الشمس يعود إلى حالته الجليدية، أما المواد التي كانت تبعث على هيئة الذيل فتبقى متبعثرة في مداره ليخترق بعضها الغلاف الجوي للأرض في فترات لاحقة على هيئة زخات من الشهب. إذن تصغر كتلة المذنب في كل مرة يقترب فيها من الشمس لتنتهي حياته بعد فترة، فمذنب هالي مثلاً سيقترب من الشمس لـ 200 مرة قادمة فقط لتنتهي حياته بعد 15000 سنة تقريبًا.

يتألف المذنب بشكل عام من ثلاثة أجزاء رئيسية:

1.    النواة Nucleus: وهي الجزء الأساسي الصلب من المذنب، يتراوح قطرها بين 8-25 كيلومتر، وينطلق منها، بتأثير الأشعة الشمسية، الغاز والغبار، وهي تغدو المكون الوحيد للمذنب عندما يكون بعيدًا عن الشمس.

2.    الغلاف الغازي الخارجي Coama: يحيط بالنواة، ويفوق امتداده 600000 كم، وهو يتغير تبعًا لبعد المذنب عن الشمس، ويتألف هذا الغلاف من المواد المنطلقة من النواة، وهو الجزء الذي نشاهده من على سطح الأرض.

3.    الذيل Tail: أيضًا يتغير تبعًا لموقع المذنب من الشمس، ويمتد إلى عدة ملايين من الكيلومترات، ويختلف اتجاه الذيل بحسب جهة المذنب من الشمس، بحيث يبقى مندفعًا في الجهة المقابلة لها، لذلك هو يساهم في تحديد حركة المذنب، ولبعض المذنبات ذيل من الغاز وآخر من الغبار، ويكون الأول أكثر استقامة واستطالة من الأخير الذي لا يدفع إلى مسافات بعيدة عن نواة المذنب.

بينت المسابر التي لحقت مذنب هالي عام 1986 أنه جسم غير منتظم امتداده الوسطي حوالي 12 كم، كما تبين أنه أكبر مما كان يتصور، حيث تبين أن كتلة الجليد والطين المكونين للمذنب تبلغ حوالي 30 مليون طن. وبناءً على أن مذنب هالي متوسط البنية بالنسبة لسحابة أورت فقد قدر أنها تضم كتلاً وسطية مساوية لكتلة مذنب هالي. وقد تجاوزت الأرقام الحديثة حول سحابة أورت النتائج القديمة بحوالي 1000 مرة، فقد تبين وجود حوالي 2000 مليار جسم! أي أن كتلتها تعادل 100 مرة كتلة الأرض، ويقع الجزء الأثخن من السحابة على بعد يتراوح بين 4 إلى 7 مليون كم، أي بين 1000 إلى 2000 ضعف بعد بلوتو عن الشمس. لقد حولت النتائج المذكورة أنظار الفلكيين نحو السحابة لاعتبارها الجزء الأهم في المجموعة الشمسية، ولا تنبع أهميتها من المعلومات السابقة وحسب بل أيضًا من مسألة ميكانيكية تتعلق بنشأة المجموعة الشمسية، فكل جسم في المجموعة الشمسية يدور حول نفسه كما يدور حول الشمس (باستثناء الشمس التي تدور حول نفسها فقط)، ويقيس العلماء دورة أي جسم بما يدعونه كمية الحركة الزاوية للجسم، هذه الكمية شاملة لكل الأجسام، بدءًا من أكبر المجرات وانتهاءً بأصغر الجسيمات، وتتعلق كمية الحركة الزاوية لأي جسم بكتلته وببعده عن المركز الذي يدور حوله، تتركز معظم كتلة مجموعتنا الشمسية في نجمها المركزي حيث أن كتلته تبلغ ألف ضعف كتلة كل الأجسام التي تدور حوله مجتمعة، لكن الشمس تقتصر بدورانها حول نفسها ولا تبعد مكوناتها عن مركزها بأكثر من 700000 كم، لذلك لا تمتلك الشمس أكثر من 0.2% من كمية الحركة الكلية للمجموعة الشمسية، ومع أن الكواكب أصغر كثيرًا من الشمس إلا أنها تدور حولها في مدارات واسعة تتجاوز امتداداتها مئات الملايين من الكيلومترات، لذلك تمتلك 9.8% من كمية الحركة الزاوية للمجموعة الشمسية، أما سحابة المذنبات فهي تختص بـ 90% من كمية الحركة الزاوية للمجموعة الشمسية وذلك لأنها تتكون من ملايين الأجسام الصغيرة الواقعة على بعد مسافات هائلة من الشمس.

إن المنطقة من سحابة أورت التي تحوي الكويكبات السيارة (التي يمكن اعتبارها مذنبات خاملة، لكنها أكبر من المذنبات العادية) تسمى حزام كويبر، على اسم العالم جيرارد كويبر الذي اقترح وجودها في خمسينات القرن الماضي. وقد برهنت حسابات في ثمانينات القرن الماضي ضرورة وجود حزام كويبر لتفسير اقتراب المذنبات قصيرة العمر – مثل هالي – إلى داخل المجموعة الشمسية. ثم اكتشف في العام 1992، في مرصد ماونا كيا في هاواي، أول جسم في هذا الحزام، وهو أصغر من بلوتو بـ 10 مرات، وأبهت بـ 10000 مرة، أما الآن فيزيد عدد الأجسام المكتشفة على 600 جسم تتراوح أقطارها بين 50 و1200 كم (قطر بلوتو 2400 كم). وتدل الحسابات على أن حزام كويبر يضم قرابة 100000 جسم أقطارها تزيد عن 100 كم، وعدد أكبر من الأجسام الأصغر، أي أن كتلة كويبر أكبر بكثير من حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري. ولأنه يحوي على مادة جليدية وعضوية فهو سيقدم معلومات مهمة عن نشأة نظامنا الشمسي، كما أن هناك تشابه كبير بين حزام كويبر والأحزمة المحيطة بالنجوم القريبة (مثل نجم النسر الواقع -فيغا-) من حيث كتلة وحجم وشكل وبنية هذه الأحزمة، وهناك أمل بتنفيذ مشروع بعثة لدراسة حزام كويبر مع كوكب بلوتو وتابعه شارون في الربع الأول من القرن الحالي، الشيء الذي سيحمل لنا أخبارًا مهمة عن تاريخ نظامنا الشمسي والفترة الأولى لتكوُّن الكواكب.

قد تحمل المذنبات الفناء لأبناء الأرض إذا ما اصطدمت قذيفة كونية كبيرة بكوكبنا، فعندها سيحترق معظم الكوكب وستدخل بقاياه في عصر جليدي بسبب توقف التفاعلات اليخضورية في النباتات التي تشكل أساس دورة الغذاء عند الأحياء. ولكن، قد تكون المذنبات أو الكويكبات ملاذنا الأخير، فهي قد تشكل مركباتنا الفضائية المستقبلية وأدواتنا في التنقل بين النجوم والبحث عن كواكب مضيافة أكثر تقينا التطورات المرتقب حصولها في الشمس أثناء مراحلها الأخيرة. طبعًا يحتاج ذلك تقدمًا كبيرًا وقدرة على استصلاح هذه السفن الكونية وجعلها ملائمة لحياة البشر المرتحلين على متنها. هؤلاء المرتحلين ستطرأ عليهم أيضًا تغيرات مهمة، فالجذب الثقالي أقل بكثير من نظيره الأرضي بسبب صغر كتلة هذه الكويكبات، كما أن بعدها عن نجم يقدم لها الطاقة باستمرار سيفرض عليهم نظامًا تقشفيًا صارمًا يفرض تكيفًا من حيث العادات والنشاطات والتغذية والتكاثر وغيره. طبعًا نرى اليوم هذه الأفكار بعيدة المنال وربما خيالية! ولكن لنتذكر كيف قوبلت أفكار قسطنطين تسيلكوفسكي وروبرت غوادار عندما كانوا يفكرون في السفر بين النجوم والهبوط على القمر وصنع صواريخ ومركبات نقل كونية، ولننظر إلى الإنجازات العجيبة التي حققها الإنسان حتى اليوم بعد أقل من نصف قرن على بدء عصر الفضاء، فحتى الآن هناك أربعة سفن وصلت تخوم مجموعتنا الشمسية وعشرات السفن هبطت على عوالمها الأخرى، والتقدم العلمي التكنولوجي يعد بمفاجآت مدهشة وإنجازات خارقة قد يشهد بعضها بعض الشباب من قراء هذه المقالة.

*** *** ***

موقع الجمعية الكونية السورية