كل ما يمكنك معرفته عن كوكب عطارد أصغر كواكب المجموعة الشمسية

كوكب عطارد هو أقرب كوكب إلى الشمس وأصغر كوكب بعد بلوتو -الذي حُذف من المجموعة الشمسية-، إنه كوكب صغير، لكنه غريب حقًّا، ولهذا السبب يملك كثيرًا من الألقاب.

قد يهمك أيضًا

جوك علوم | قاتل ينتظرك في الأنهار وحمامات السباحة

إنه الطفل المدلل من عائلة الشمس، لأنه لا يُرى إلا بالقرب من الشمس، ولأنه يتميز عن الكواكب الصخرية الأخرى بميل مداره الشديد (سبع درجات) على دائرة مسير الشمس.

إنه الكوكب الحديدي، بعد أن ثبت مؤخرًا أن نسبة الحديد في قلبه تمثل 80% من الكتلة الكلية للكوكب.

لذلك فهو عبارة عن كرة ضخمة من الحديد ملفوفة بغلاف رقيق من القشرة.

لماذا هو الكوكب الممل؟

لأن سطحه يشبه سطح القمر بصورة مثيرة للريبة، وبسبب كثرة الفوهات ذات الأحجام والأشكال المختلفة على سطحه.

إنه الكوكب المهمل أو الكوكب المنسي، فلا توجد خطط لإرسال مركبات فضائية إليه هذا القرن، وحتى الآن لم تُرسل إليه سوى مركبة فضائية واحدة هي "مارينر 10" وقد مرت عليه ثلاث مرات في عام 1974/75م في أثناء دورانها حول الشمس.

الآن، بعد مرور 48 عامًا على مارينر، وبعد أن قدم علماء الفلك جميع بياناتها العلمية، أدركوا أن عطارد يحمل المفتاح الحقيقي لفهم أصل النظام الشمسي وتطوره.

في الواقع، إذا لم نفهم كيف وُلد عطارد وتطور (وهو الأقرب إلى النقطة الساخنة للسحابة الشمسية الأولى)، فلن نفهم أصل الكواكب المتلألئة وتطورها، ثم الكواكب الرئيسية الأخرى.

في السنوات الأخيرة، قدمت الدراسات النظرية افتراضات متقدمة ومهمة وأساسية حول أصل عطارد وتاريخه وعلاقته بالنظام الشمسي بأكمله.

وفيما يلي ملخص محدد لأهم المعلومات والموضوعات الخاصة بالنقاش العلمي الصاخب حول هذا الموضوع.

قد يهمك أيضًا كيف يتم دراسة الفضاء البعيد جدا؟

معلومات عامة حول كوكب عطارد

عُرف كوكب عطارد منذ العصور القديمة، وبما أنه لا يمكن رؤيته إلا بالعين المجردة في الصباح (نجمة الصباح) قبل شروق الشمس أو في المساء (نجمة المساء) بعد غروب الشمس بقليل، اعتقد القدماء أنهما نجمتان مختلفتان.

أطلق الإغريق على نجمة الصباح (أبولو) ونجمة المساء (هيرميس). أما الرومان فقد أطلقوا على نجم المساء عطارد (أي رسول الآلهة)، وهكذا بقي اسمه الفلكي حتى الآن.

ستة أجرام سماوية فقط أكثر إشراقًا من عطارد، وهم الشمس، القمر، الزهرة، المريخ، المشتري، سيريوس. ولقربها من الشمس فلا يمكن رؤيتها بالعين المجردة إلا لمدة قصيرة قبل شروق الشمس أو بعد غروبها بقليل.

من المضحك أن نقول إن معظم علماء الفلك القدامى لم يروا ذلك، بما في ذلك عالم الفلك الخالد (كوبرنيكوس).

لا توجد حياة على عطارد بسبب انخفاض درجات الحرارة على سطحه وارتفاعها، فتصل درجة الحرارة في نهاره إلى 430 درجة فوق الصفر مئوية، وهي أعلى من درجة انصهار الرصاص والقصدير، وفي الليل تنخفض درجة الحرارة بسرعة إلى 185 درجة تحت الصفر.

يدور عطارد حول الشمس مرة واحدة كل 87969 يومًا على الأرض، وهو أقصر وقت يدور فيه كوكب حول الشمس.

في عام 1965م استطاع الفلكيون تحديد مدة دورانه حول محوره بفترة 58.65 + 0.25 يوم أرضي، أي ما يعادل ثلثي مدة دورانه حول الشمس.

لذلك، يدور عطارد ثلاث مرات حول نفسه في كل مرتين يدور خلالهما حول الشمس، يفسر علماء الفلك هذا التناغم بتأثير قوانين الجاذبية الشمسية في جسم غير كروي تمامًا وهو عطارد.

يعتقد علماء الفلك وجود عيب طفيف في اللاكروية لعطارد يساوي 1/100000 من نصف قطره. الخلل طفيف، لكنه كافٍ لتأثير الشمس في عطارد وإبطاء حركته عندما يبدأ التكون.

قد يهمك أيضًا أسرار الضوء ساعدت في كشف غموض أجرام سماوية بعيدة فكيف ذلك ؟

حقائق وأرقام عن كوكب عطارد

من أعراض هذا التناغم أن عطارد يُظهر وجهًا محددًا تجاه الشمس (خط طول أو طول 180) عندما يكون عند الحضيض (أقرب مسافة من الشمس)، كما يُظهر وجهًا محددًا آخر نحو الشمس، وهو الأبعد عنه (الأوج)، وهذا الوجه يحتوي على خط طول 90 درجة أو خط طول 270 درجة.

على الرغم من أن عطارد يُكمل دورة واحدة حول محوره كل 58.65 يومًا من أيام الأرض، فإن يومًا كاملًا على عطارد (أي من شروق الشمس حتى شروقها) يستغرق 176 يومًا.

نلاحظ أيضًا أن كثيرًا من الميزات الجيولوجية لعطارد سُميت على اسم فنانين وكتاب وموسيقيين، مثل موزارت، باخ، فان جوخ، تشيخوف.

بهذه الطريقة ينحرف عطارد عن قاعدة شبه احتكارية، إنه الاسم الذي يُطلقه علماء الفلك على معظم الميزات والتضاريس على سطح كائنات النظام الشمسي.

فيما يلي أهم الحقائق والأرقام عن عطارد، مأخوذة من أحدث البيانات العلمية والمراجع الفلكية:

· القطر: عندما مر عطارد أمام القرص الشمسي في 07/11/1960م، تمكن علماء الفلك من تحديد قطر عطارد، ليكون 4878 + 2 كم.

· الكتلة: تُحدد عن طريق قياس تأثير عطارد في المسابير الفضائية أو الأجرام السماوية الصغيرة، مثل الكويكب إيروس، الذي مر بالقرب من الكوكب. كتلة عطارد هي 0.0553 من كتلة الأرض.

· تمثل الجاذبية على سطحه 38% فقط من جاذبية الأرض. ومن ثَم فإن سرعة الهروب من الجاذبية الأرضية هي: 4.3 كم/ثانية.

-   الكثافة: 5.45 جم/سم مكعب، وهي نسبة عالية جدًّا، وهذا يدل على أن الحديد في قلبه يشكل 80% من كتلة الكوكب بأكمله.

-  نسبة الأشعة المنعكسة على سطحه تساوي ما يوجد على سطح القمر، أو 9.6%.

-  تختلف المسافة إلى الشمس حسب موقع عطارد في مداره، متوسط ​​المسافة = 47.6 مليون كيلومتر. أقرب مسافة (الحضيض الشمسي) إلى الشمس: 45.9 مليون كيلومتر، أما أبعد مسافة (أفيليا) فهي 69.7 مليون كيلومتر.

· سرعته المدارية أعلى من سرعة الكواكب الأخرى، لأنه أقرب إلى الشمس. متوسط ​​السرعة = 47.4 كم/ثانية. سرعته عند أقرب مسافة للشمس = 56.1 كم، بينما سرعته عند أبعد مسافة = 38.7 كم/ثانية.

-  الاقتران السفلي، أي عندما يقع عطارد بين الأرض والشمس وعلى خط. تتكرر هذه الظاهرة بمعدل مرة واحدة كل 115.9 يومًا من أيام الأرض. بينما الحقيقة هي أن هذا الرقم يختلف قليلًا من لقاء إلى آخر. 

قد يهمك أيضًا كيف يعيش رواد الفضاء ؟

عطارد والنسبية العامة

لحركة عطارد حول الشمس أهمية كبيرة في تطوير النظرية النسبية العامة:

يتحرك الحضيض في مدار عطارد حول دائرة بسرعة ثابتة تبلغ 5601 ثانية قوسية كل مئة عام. يتكون هذا الرقم من رقمين رئيسيين:

الرقم 575 ثانية قوسية كل مئة عام، بسبب تأثير الكواكب الأخرى في عطارد.

والرقم 5026 ثانية قوسية كل مئة عام، الذي يشير إلى عامل آخر "غير ديناميكي"، الذي يُعزى إلى تذبذب (دوران) إطارنا الكلي.

لكن علماء الفلك اكتشفوا من خلال الملاحظات طويلة المدى أن شبه جزيرة القرم الحقيقية ليست C 5601، بل تزداد بمقدار "43 ثانية قوسية كل مئة عام".

لماذا يحدث هذا؟

أول ما خطر في أذهان علماء الفلك هو وجود كوكب غير معروف يؤثر في عطارد أطلقوا عليه اسم فولكان، كما كانت قصة اكتشاف كوكب نبتون بافتراض أنه أثر في مدار أورانوس.

وحاول آخرون إضافة عامل تصحيحي لقوانين الجاذبية لنيوتن، لكن دون جدوى.

ظل التفسير غير معروف حتى صاغ أينشتاين "النظرية العامة للنسبية" في عام 1915م، التي أظهرت أن مدارات الكواكب لا يمكن إغلاقها (أي نقطة في المدار لا تعود إلى مكانها نفسه في الدورة الثانية، بل تتحرك قليلًا)، ولكن بالأحرى أشكال بيضاوية تدور في مستوياتها.

وهذا يعني أن نصف القطر الأكبر للدورات شبه الرئيسية بسرعة ثابتة، وحسابات أينشتاين بالضبط كانت متطابقة مع نتائج الملاحظة، موضحًا الرقم 43 ثانية قوسية.

بالطبع، نقاط الحضيض في مدارات الكواكب الأخرى تتحرك بالطريقة نفسها وبسرعات ثابتة، لكنها أصغر بكثير، لأنها أبعد عن الشمس من عطارد، ولأن حركاتها المدارية أبطأ بكثير من حركة كوكب عطارد/الزئبق.

أعطى أينشتاين نظريته تفسيرًا لظاهرة فلكية أخرى تحمل الرقم الغريب نفسه 43، وتسمى هذه الظاهرة الفلكية ظاهرة العبور، عبور عطارد عبر الشمس.

لاحظ علماء الفلك أن 43 ثانية مرت قبل أن يروا العبور الذي توقعوه، لقد ارتبكوا في تفسير ذلك. قال أينشتاين: إن مجال جاذبية الشمس يجمع الأشعة الشمسية المنعكسة عن طريق سطح عطارد، فتصل متأخرة، طريقه طويل.

في المستقبل، قد يكون لعطارد أهمية أكبر في فهم النظرية العامة للنسبية وتطويرها.

قد يهمك أيضًا روعة الخلق في الفضاء الرحب

مركبة مارينر الفضائية

تعود معظم معرفتنا الحالية المهمة عن عطارد إلى المركبة الفضائية الأمريكية مارينر 10، التي أُطلِقت في الفضاء في 11/3/1973. 

مرت بالقرب من كوكب الزهرة في 02/05/1974، ثم أخذت مدارها حول الشمس، ومرت ثلاث مرات بالقرب من عطارد (انظر الصورة رقم 4).

خططت مارينر لمسارها ليكون هكذا، لكل مرة من المرات الثلاث التي رأت فيها وجه عطارد نفسه، وهذا مشابه لرؤية الأرض التلسكوبية للقمر، لذلك يوجد مجاهيل وثغرات فيما يتعلق باستكشاف عطارد هذا الكوكب غير العادي.

صورت مارينر سطح عطارد على النحو التالي:

%45 من مساحته بقوة حل تميز سمات الكيلومتر الواحد وأقل من 1% من مساحته بقوة حل من 100 إلى 500 متر.

أرسلت مارينر أكثر من 4500 صورة رائعة الجمال وعالية الجودة لسطح عطارد إلى الأرض.

أكبر مفاجآت مارينر: اكتشاف مجال مغناطيسي على عطارد مشابه لحقل الأرض، لكنه أضعف بكثير. وكذلك اكتشاف جو خفيف جدًّا حول عطارد.

من بين أهم المعالم الجيولوجية التي صورتها مارينر فوهة كالوريس التي يبلغ قطرها 1300 كيلومتر وأكثر من عشرين حوضًا يبلغ قطرهم أكثر من 200 كيلومتر.

قد يهمك أيضًا ماذا نعرف عن الكون؟

حقل مغناطيسي

عاشر اكتشافات مارينر الأكثر أهمية وإثارة للدهشة هو اكتشاف مجال مغناطيسي لعطارد مشابه للحقل المغناطيسي للأرض، ولكنه أضعف منه بما لا يقل عن 100 مرة، ولكنه يحتوي على أقطاب مغناطيسية، ويعكس الرياح الشمسية ويجذبها مثلما تفعل المجالات المغناطيسية للكواكب الأخرى.

لماذا يمتلك عطارد مثل هذا المجال والقمر الذي يشبهه لا يحتوي على مجال مغناطيسي؟

كان المجال المغناطيسي لعطارد أقوى مما توقعه علماء الفلك، بسبب الدوران البطيء للكوكب.

إذًا ما التفسير؟

• تُشير جميع الأدلة إلى أن كوكب عطارد يُبرَّد بقذيفة ولب حديدي، لا يمكن أن يبقى قلب الحديد سائلًا. كيف نفهم وجود مجال مغناطيسي؟
• قال علماء فلك آخرون: ربما احتفظت صخور عطارد بمغناطيسية حقل قديم عندما بدأت هذه الصخور التكون. لكن الفكرة غير مقبولة لدى كثيرين، على الرغم من ضعف المجال المغناطيسي لعطارد.
• لا توجد احتمالية لوجود مواد مشعة في عطارد حتى الآن تكون قادرة على تسخين قلبه وصهره لتشكيل دينامو داخلي قادر على تكوين مجال مغناطيسي.
• ما يقبله علماء الفلك الآن هو وجود لب من الحديد السائل يحيط بنواة من الحديد المتصلب، وهذا يتطلب وجود شوائب في قلب الحديد والتي تعمل كنوع من مضادات التجمد الكوكبي، على الرغم من أن اللب لا يسخن.

يمكن أن يكون لعنصران مثل هذا الدور: الأكسجين والكبريت، لكن يستبعَد الأكسجين في هذه الحالة لأنه لا يمكن أن يذوب بطريقة صحيحة في الحديد تحت ظروف ضغط الزئبق.

الجيوفيزيائيون متحمسون لفكرة وجود الكبريت في اللب الخارجي للحديد السائل، الذي لا نعرف مدى سُمكه.

يعتمد سمك هذا اللب على نسبة الكبريت التي يحتوي عليها، بمعدل 0.2% يجعل قلب الحديد بأكمله يتصلب مقلوبًا، في حين أن 7% يجعل جميع النوى الحديدية في حالة سائلة، إلا أن تفاصيل ميكانيكا الدينامو ليست مفهومة بصورة جيدة.

قد يهمك أيضًا وكالة "ناسا" تشعل أمل الملايين بالإنتقال إلى كوكب جديد

درجات حرارة كوكب عطارد

على الرغم من أن كوكب عطارد هو أقرب كوكب إلى الشمس، فإنه ليس الأكثر سخونة. تقدر فينوس هذه الخاصية بفضل نظام التدفئة السائد على هذا الكوكب.

تهيمن على الزهرة درجة حرارة ثابتة تبلغ 475 درجة مئوية فوق الصفر، سواء في الجزء النهاري أو الليلي.

يتعرض سطح عطارد لتغيرات دراماتيكية في درجات الحرارة، بسبب مداره الشاذ وطول يومه البالغ 176 يومًا من شروق الشمس إلى شروقها.

إذا كانت الشمس تتحرك ببطء وتبدو كما لو كانت مسمرة في السماء، فإن سطح عطارد يصل إلى أكثر من عشرة أضعاف كمية ضوء الشمس التي تصل إليها الأرض عند أقرب مسافة لها من الشمس.

في أبعد مسافة من مداره، يصل إلى أكثر من أربعة أضعاف ما يصل إليه على الأرض.

وبسبب عدم وجود الغلاف الجوي الذي يحمي عطارد من تقلبات درجات الحرارة، التي تنخفض بسرعة في الجزء الليلي إلى 185 درجة تحت الصفر مئوية، بعد أن كانت نهارًا 430 درجة فوق الصفر مئوية.
للتغيرات الكبيرة في درجات الحرارة آثار كبيرة على تربة عطارد أيضًا، فتتشقق الصخور وتتكسر عن طريق التمدد والانكماش المستمر.

قاست أجهزة مارينر بالأشعة تحت الحمراء درجات الحرارة تحت سطح عطارد في قسمه الليلي البارد ووجدت أن درجة الحرارة التي تقل عن متر واحد تبلغ 75 درجة مئوية فوق الصفر.

هذا يعني أن تربة عطارد عازلة جدًّا للحرارة، ربما لأنها تتكون من تربة مسامية أو مسحوق صخري يشبه إلى حد كبير ما هو موجود على سطح القمر. 

وجد علماء الفلك منطقتين ساخنتين على سطح عطارد تقعان عند خط الاستواء؛ يعزو علماء الفلك هذه الظاهرة إلى التداخل الغريب بين طول اليوم وطول السنة على عطارد. من خلال دراسة هذين القطبين الساخنين، يأمل العلماء فهم التركيب الكيميائي للكوكب بصورة أفضل.

قد يهمك أيضًا خطورة الإشعاعات والانفجارات الشمسية

الإنسان على عطارد

تخيل أن شخصًا يهبط على عطارد، ما هو إحساسه بالمكان والزمان؟

-لا توجد حياة على سطح عطارد بسبب ارتفاع درجات الحرارة هناك، وانعدام الغلاف الجوي اللازم للتنفس، وامتصاص الأشعة الكونية التي تقتل الخلايا الحية.
سينخفض ​​وزن الشخص إلى 41% من وزنه على الأرض.

-سيكون الشعور الإنساني غريبًا مقارنة بمجرى الزمن والزمن، بسبب بطء دوران عطارد حول نفسه، ولا توجد بداية لليل أو نهار.

-لا توجد مواسم سنوية على عطارد لعدم وجود إمالة في محوره، لكن الإنسان سيتأثر بانطباع آخر مثير للاهتمام للغاية مشابه لتغير الفصول، وهو التغير في الحجم الظاهر للشمس وفقًا لموقع عطارد في مداره المسطح للغاية، في أقرب مسافة من الشمس (الحضيض الشمسي) تظهر الشمس أكبر بكثير مما تظهر على أكبر مسافة من الشمس (الأوج). 

-لا يوجد قمر حول عطارد، كوكبي الزهرة والأرض سوف يلمعان بصورة مشرقة، كما لو كانا نجمين لامعين في ليلة عطارد المظلمة، وسيحاول بعض ذوي البصر الشديد البحث عن قمر الأرض.

-والأغرب أن النجوم ستعبر سماء عطارد ثلاث مرات في يوم واحد من عطارد، لأن عطارد سيكون قد لفَّ ثلاث دورات حول نفسه.

-يظهر قرص الشمس أكبر من 2.5 إلى 3 أضعاف ما نراه من الأرض، والشمس تشرق وكأن عشرة شموس تضيء الأرض.

-عندما يكون عطارد في الحضيض، تزداد سرعته المدارية لتتجاوز سرعة دورانه المحورية، لذلك ترى الشمس لمدة أسبوع دون أن تتحرك على الإطلاق، ثم تتحرك للخلف ثم تعود ببطء للأمام. في مكان آخر على عطارد، يمكنك رؤية شروق الشمس وغروبها في يوم عطارد.

أخيرًا، يبدو سطح عطارد تمامًا مثل سطح القمر، بحفره وتضاريسه، ولا يبعد الأفق أكثر من أربعة كيلومترات.

قد يهمك أيضًا ما الذي يمسك السماء أن تقع على الأرض أو تتمزق في الفضاء؟

جيولوجيا عطارد

لا تزال الطبيعة الجيولوجية والكيميائية لصخور عطارد غير واضحة، وتوجد كثير من المؤشرات على أن معظم سطح عطارد قد يكون من أصل بركاني.

يقدر عمر أقدم الصخور بين 4 و 4.4 مليارات سنة.

يُعد حوض كالونز أكبر عنصر في عطارد. إنه فوهة بركان سببها اصطدام نيزك عملاق. يشير حجم هذه الحفرة (1300 كم) أو ربع قطر الكوكب، إلى أنها كان لها تأثير رئيسي في تاريخ عطارد، يشبه بحر المطر على القمر (Lunar Imbrium). كان هذا الحوض أيضًا موقعًا لأهم الأحداث (المشكلين) على سطح عطارد.

سطح عطارد مشابه جدًّا لسطح القمر، إنه مملوء بالحفر النيزكية، بسبب عدم وجود عوامل التعرية، وقد احتفظ سطح عطارد بتاريخه الجيولوجي الطويل.

يعطينا تحليل بيانات مارينر العلمية الصورة التالية للتاريخ الجيولوجي لعطارد:

فور تشكل الكوكب ذاب تمامًا بسبب اضمحلال العناصر المشعة، فتسرب الحديد والعناصر الثقيلة إلى المركز ليشكل قلبه الحديدي الضخم.

أدى هذا بالتبعية إلى توسع الكواكب، وتمزيق غلافها الخارجي الرقيق والقاسي، ما سمح للحمم البركانية بالتسرب إلى السطح وتشكيل السهول المملوءة بالفوهات من زخات النيزك الشديدة في العصور القديمة.

عندما بدأ الكوكب (القشرة والقلب) يبرد، بدأ الانكماش وانخفض نصف قطره بما لا يقل عن 2 كم، ما تسبب في تعرض القشرة الخارجية لقوى الضغط، ما أدى إلى نظام واسع من الصدوع والثنيات.

يقدر علماء الفلك أنه إذا برد قلب عطارد بضع مئات الدرجات فقط فيمكن أن يصل تقلص قطر الكوكب إلى نسبة جزء من ألف أو جزء من عشرة آلاف من نصف قطره.

في هذا الوقت، اصطدم نيزك (ربما بحجم القمر) بعطارد، فتشكل تشكيل حوض كالوريس من جهة، وعلى الجانب الآخر بشكل كامل ونتيجة للموجات الزلزالية الناتجة عن الاصطدام الذي غطى الكوكب بأكمله، وعلى الجانب الآخر من حوض كالوريس شكلت الملامح الغريبة لحوض كالوريس التلال والأرض المخططة.

بعد ذلك، تدفقت الحمم البركانية إلى الحوض وحوله بالإضافة إلى الأحواض الكبيرة الأخرى، لتشكل سهولًا ملساء.

وعندما تصلب سطح الكوكب، توقف النشاط البركاني.

حدثت كل هذه الأحداث والأنشطة الجيولوجية خلال أول 700 إلى 800 مليون سنة من حياة عطارد.

منذ ذلك الحين، تزعزع سلام الكوكب فقط بسبب اصطدام الرياح الشمسية على سطحه أو تساقط النيازك والمذنبات، التي أصبحت نادرة فيما بعد.

لا توجد تآكل بفعل الرياح والمياه على عطارد. لكن التفاوت الشاسع في درجات الحرارة ليلَ نهارَ يتسبب في تكسير الصخور وتفككها لتشكيل الأوساخ على سطح الكوكب. يمكن أن تحدث الخصائص الغريبة لتموجات الأرض والارتفاعات والشقوق إذا تصلب جزء يساوي 6% من اللب الحديدي للكوكب.

لم يكن عطارد يعرف ما نسميه الصفائح القارية، ومازح الفلكيون والجيولوجيون: "الشمس خلقت عطارد وتركته غير مكتمل".

قد يهمك أيضًا ماذا يحدث إذا مات الإنسان في الفضاء؟

مناقشة حول أصل عطارد وتطوره

ارتبك علماء الفلك كثيرًا عندما تمكنوا من تحديد عطارد وحجمه، ووجدوا أن كثافته عالية جدًّا مقارنة بحجمه الصغير.

وتجدر الإشارة إلى وجود شبه قاعدة معروفة بشأن الكواكب الصخرية (والقمر أيضًا)، التي بموجبها تزداد كثافة الكواكب عندما يزداد قطرها، الزئبق وحده هو استثناء للقاعدة.

تعني هذه الكثافة العالية من عطارد أن نسبة الحديد في قلبه تشكل 80% من كتلته الإجمالية.

تقدمت الدراسات النظرية لعطارد في محاولة للإجابة على الأسئلة الكبيرة التي أثارها عطارد حول أصله وتكوينه وكيف يرتبط كل ذلك بأصل النظام الشمسي بأكمله وتطوره.

يبدو أن عطارد قد ابتكر علمًا جديدًا يسمى "العلوم المقارنة للكواكب الصخرية" وحاز فيه فيه المكانة الأعظم والأبرز.

تقدم كل هذه النظريات تفسيرين مختلفين لسؤال عطارد: التفسير الكيميائي والتفسير الكارثي.

قد يهمك أيضًا عودة الطاقم الروسي إلى الأرض بعد تصوير أول فيلم في الفضاء

شرح كيميائي

في أوائل السبعينيات قدم عالم الفلك والكيمياء الجيولوجية جون لويس (الذي كان وقتها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وهو الآن في جامعة أريزونا) مفهومه عن الكثافات المختلفة لكل الكواكب الصخرية في العائلة الشمسية.

يعتمد هذا الإدراك على متغير، وهو درجة الحرارة التي تُشكَّل فيها الكوكب، بالطبع، تعتمد درجة الحرارة على المسافة بين الكوكب والشمس.

هذا التطور البسيط والرائع يجعلنا نفهم سبب وجود الكواكب الصخرية في النظام الداخلي بالقرب من الشمس، ولماذا تقع الكواكب الغازية في النظام الخارجي بعيدًا عن الشمس.

كلما اقترب الكوكب من الشمس، تبخرت "المواد المتطايرة" من مادتها الأصلية، وتبقى هذه المواد المقاومة للحرارة، مثل الحديد. ومن ثَم، يمكننا تفسير وجود نسبة عالية من الحديد في عطارد، فهو الكوكب الأقرب إلى الشمس.

يقول لويس: كل هذا حدث بهدوء وببطء وبطريقة طبيعية جدًّا مع المادة المكثفة، وكل ذلك في حالة "توازن كيميائي" مع الغاز في السديم الشمسي.

الآن، بدأ علماء الفلك الابتعاد عن هذه الفرضية التي تواجه تحديات وغير القادرة على تقديم الحلول.

على سبيل المثال: لا يمكننا تفسير وجود الكبريت في اللب الحديدي لعطارد. علاوة على ذلك، فإن المنطقة التي يتكثف فيها عطارد ضيقة جدًّا وصغيرة جدًّا لدرجة لا تسمح بتكثيف الحديد بكميات كبيرة، كما هو الحال في قلب عطارد.

إنه التفسير الكارثي الذي "يحظى بشعبية" بين العلماء وعلماء الفلك.

قد يهمك أيضًا خمسة اكتشافات جديدة لالتقاط الأنفاس حول الثقوب السوداء

التفسير الكارثي لـ G.Weatherill:

Wetherill  هو أحد أشهر علماء الفلك وأصحاب النظريات حول أصل النظام الشمسي وتطوره، ويعمل حاليًّا في معهد كارنيجي بواشنطن.

في عدد فبراير 1989، قدمت مجلة Discover لمحة عامة عن أفكارها وفرضياتها حول مسألة عطارد، التي أصبحت أهم وأشهر مرجع للنظريات المتعلقة بالتفسير الكارثي لأصل عطارد وتاريخه وغيره من الكواكب الصخرية.

فيما يلي ملخص لتلك الأفكار

استخدم Wetherill نماذج محاكاة في الكمبيوتر لكيفية إنتاج الكواكب الصخرية الأربعة من خلال ذوبان عشر مليارات صخرة وانضمامها، كل منها بحجم كويكب يبلغ قطره نحو عشر كيلومترات، وهي بدورها عالقة معًا واصطدمت ببعضها بعضًا، وشكلت ما يقرب من مئة جسم كوكبي جنيني بحجم القمر، على سبيل المثال.

كانت مدارات هذه الأجسام دائرية، لكن فيما بعد بدأت تتقاطع وتتصادم، فبدأت جاذبية كل منها تزعج جاذبية الأخرى، وبلغت كل هذه العمليات ذروتها إلى ما نسميه الكواكب التليرية: عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ.

- يقول ويذريل: هكذا ولد الكوكبان المنيعان، الأرض والزهرة. أما كواكب عطارد والمريخ، فقد عاشا على الهامش، وكانت حياتهما مهددة دائمًا، معرضين لخطر التفكك والتمزق.

ويقول أيضًا: إن طريقة تكوين عطارد كانت عشوائية جدًّا وكارثية: حوالي (دزينة) من الكواكب الأولى، الكواكب مصنوعة من الصخور والمعادن، انصهرت ولُصقت معًا لجعل عطارد ضعف كتلته الحالية.

مصدر هذه المواد إما بالقرب من المدار الحالي لعطارد وإما في مكان آخر بعيدًا عن مدار الأرض الحالي.

بعد ستة ملايين سنة، اصطدم عطارد بنجم آخر في عملية الظهور، كان الاصطدام عنيفًا، فأدت الطاقة الناتجة إلى إذابة الكوكب بأكمله، لذلك تجمع الحديد في المركز والصخور الآلية تطفو على السطح فقط لتستقر لاحقًا على القشرة الصخرية.

بعد عشر ملايين سنة، اصطدم عطارد بجسم آخر مشابه في التركيب الكيميائي، بحجم القمر، وكانت كتلته تساوي سدس كتلة عطارد، لذلك انفجرت القشرة الصخرية الخارجية لعطارد وتشتتت في الفضاء مع جزء من قلب الحديد، لكن عطارد حصل على معظمه أو كله.

اصطدم بها اللب الحديدي للجسم، بعد ذلك عاد عطارد واكتسب موادًّا صخرية متناثرة في الفضاء، أو من اعترضه في مداره، فصار عطارد غنيًّا بالحديد.

لمدة 18 مليون عام، تجول عطارد في النظام الداخلي للعائلة الشمسية، ثم وقع تحت قوة الجاذبية للكواكب الأخرى التي بدأت التشكل، مثل الأرض والزهرة، حتى تستقر في مدارها الحالي.

هذا السيناريو هو أحد الفرضيات الكثيرة التي طرحها Wetherill، والتي تفترض جميعها "تواتر ووفرة التأثيرات والاصطدامات" في التاريخ المبكر للنظام الشمسي.

وهكذا حدث مزيج من كثير من المواد، التي اجتمعت واندمجت في كثير من المناطق المختلفة البعيدة عن مواقعها الحالية، ربما خارج حزام الكويكبات.

ومن ثَم، يمكننا أيضًا تفسير وجود الكبريت في قلب عطارد بمعدل مرتفع، مما يجعل جزءًا من قلبه في حالة سائلة قادرًا على تكوين دينامو داخلي كافٍ لإنشاء مجال مغناطيسي.

يقدم لنا هذا التصور تفسيرًا مرضيًا لتعقيد التركيب الكيميائي لبعض الكويكبات وغرابته.

قد يهمك أيضًا كورونا فيروس قادم من الفضاء... الأمن البيولوجيّ في خطر

مساهمات أخرى في نظرية الكارثة

في عام 1988م، صنع ثلاثة علماء فلك نماذج محاكاة في الكمبيوتر تدعم النظرية الكارثية، تدور نماذجهم الرياضية حول اصطدام كوكب بحجم القمر مع عطارد.

بدؤوا زيادة السرعة تدريجيًّا ووجدوا أن الاصطدام المباشر بسرعة سبعين ألف كم/ساعة، أو الاصطدامات غير المباشرة بسرعة 125 كم/ساعة، كان كافيًا لتفجير الغلاف الصخري لعطارد في الفضاء.

كانت كتلة عطارد قبل الاصطدام ضعف كتلته الحالية، أما حجمه فهو يُعادل حجم المريخ، وهذا يعني أن قطره كان أكبر من قطره الحالي بمقدار 150 كم.

مباشرة بعد الاصطدام، أصبحت كتلة عطارد 60% فقط من كتلته الحالية. وهذا مفهوم؛ لأن عطارد عاد واكتسب بعض الصخور التي فقدها، التي شكلت بعد ذلك قشرته الصخرية وازداد حجمها حتى الآن.

يقول بنز: إذا كانت فرضية Wetherill الكارثية صحيحة، فلا شك في أن الاصطدامات الكبيرة كانت شائعة في جميع الأوقات وفي كل مكان في النظام الشمسي خلال تاريخه المبكر.

إذا كان هذا صحيحًا، فيجب أن نجد بعض تأثيرات هذه الأحداث في كواكب ذات خصائص غريبة، مثل:

قد يهمك أيضًا معلومات أساسية عن تلسكوب جيمس ويب وأهداف مهمته

الأرض:

إنه غريب أيضًا؛ لأنه يحتوي على قمر كبير بدرجة غير عادية (قطره يساوي ربع قطر الأرض).

في الواقع، إن أحدث النظريات حول ظهور القمر وتكوينه تستند إلى فرضية أن الأرض اصطدمت بكوكب بحجم المريخ، وأن ذلك الجزء من القشرة الصخرية للجرمين قد انتشر في الفضاء، ثم أُعيد تجميعه واندمج في الشكل الحالي للقمر.

كوكب الزهرة:

لماذا يدور للخلف؟ ولماذا تتباطأ حركته المحورية؟

كوكب أورانوس:

لماذا ينحرف جانبيًّا (بإمالة محوره 98)؟

هل اصطدم بكوكب ضخم أطاح به جانبًا؟

وأيضًا، تُقدم النظرية تفسيرًا معقولًا لجميع الخصائص الغريبة لعطارد: الحديد الغني غنى فاحش، والميل الشديد لمداره نحو دائرة الأبراج، وتسطيح مداره المضغوط للغاية.

الخاتمة

لا تُحل كثير من المناقشات العلمية الجارية إلا من خلال الاستكشاف المكثف لكوكب عطارد. يمكن فعل ذلك عن طريق إرسال مجسات فضائية مجهزة بكثير من الأدوات العلمية، بما في ذلك تلك القادرة على قياس "السيليكات"، ومعرفة سمك القشرة الصخرية حول الكوكب.

ويشمل ذلك أيضًا إحضار عينات من الصخور الزئبقية إلى المختبرات الأرضية بعد إعادة صياغة النظريات بناءً على البيانات العلمية المكتسبة.

كما أن الاستكشاف المكثف لعطارد سيُفيد العلوم الأخرى، بما في ذلك فيزياء الشمس وظواهرها الكهرومغناطيسية.

قد يهمك أيضًا

-تقنية الهولوجرام للمشي مع النجوم

-وكالة ناسا وتوم كروز يقومون بتصوير فيلم في الفضاء