النَيزَك (معرب نیزه الفارسية) جسيم يوجد في النظام الشمسي ويتكون من حطام الصخور وقد يكون في حجم حبيبات الرمل الصغيرة أو في حجم صخرة كبيرة. إن المسار المرئي للنيزك الذي يدخل الغلاف الجوي الخاص بكوكب الأرض (أو بأي جسم آخر) يعرف باسم الشهاب ، كما أن الاسم الشائع له هو "الشهاب الساقط". أما إذا وصل النيزك إلى سطح الأرض، فإنه في هذه الحالة يعرف باسم الحجر النيزكي . وهناك العديد من الشهب التي تعد جزءًا من الوابل الشهبي. وكلمة نيزك في الإنجليزية تعني "meteoroid" وأصلها "meteor" وهي كلمة مشتقة من الكلمة اليونانية "meteōros " وتعني "مرتفع في الهواء".
نيازك النظام الشمسي
شهاب في السماء (وربما شهابان !) وخلفية درب التبانة .
إن التعريف الرسمي الحالي الذي وضعه الاتحاد الدولي للفلك لمصطلح النيزك يوضح أنه جسم صلب يسبح في الفضاء بين الكواكب السيارة الأخرى، وقد يكون حجمه أصغر إلى حد كبير من حجم الكويكب (قطر نحو 250 متر )ولكنه أكبر إلى حد كبير أيضًا من حجم الذرة. "[2]. ولقد قدمت الجمعية الملكية للفلك تعريفًا جديدًا تصف فيه النيزك بأن عرضه يتراوح ما بين 100 ميكروجرام و10 ميكروجرام. [4] والتعريف الجديد يدخل في هذا التصنيف أجسام أكبر حجمًا قد يصل قطرها إلى 50 متر. أما النيازك البالغة الصغر فتُعرف باسم النيازك الدقيقة . (انظر أيضا الغبار بين الكواكب السيارة) ـ التي تعني غبار بين كوكبي أو جسيمات غبارية بين الكواكب السيارة.
يمكن تحديد مكونات النيازك عندما تمر من الغلاف الجوي للأرض، وذلك عن طريق المسار المنحني الذي تسلكه والطيف الضوئي للشهب الناتجة. ويساعد تأثير هذه الظواهر على الموجات اللاسلكية في توفير المعلومات التي تكون مفيدة بشكل خاص في حالة الشهب التي تحدث بالنهار والتي يكون من الصعب ملاحظتها إذا لم يحدث ذلك. فمن خلال قياس المسارات المنحنية، تم اكتشاف أن النيازك لها العديد من المدارات المختلفة، فبعضها يتجمع في شكل سيل (انظر الوابل الشهبي) عادة ما يكون مصحوبًا بالمذنب الأم، ولكن هناك نيازك أخرى تظهر وحيدة بشكل واضح. إن الطيف الضوئي بجانب القياسات الخاصة بكل من المسار المنحني الذي تسلكه النيازك ومنحنى الضوء، كل هذا يزودنا بمعلومات عن التركيبات والكثافات المختلفة والتي تتراوح ما بين أجسام هشة مثل كرات الثلج وتصل كثافتها إلى ربع كثافة الثلج [3] وبين صخور أخرى كثيفة وغنية بحديد النيكل. وهناك عدد صغير نسبيًا من النيازك تستطيع أن تخترق الغلاف الجوي للأرض ثم تخرج منه مرة أخرى: ويطلق على هذه النيازك مصطلح الكرات النارية التي تدخل الأرض بزاوية مواربة والتي تمسها مسًا خفيفًا لئلا تصطدم بها. وجدير بالذكر أن الملايين من الشهب تنشأ يوميًا في الغلاف الجوي للأرض. والملاحظ أن معظم النيازك المسئولة عن تكون الشهب يبلغ حجمها حجم الحصاة. وتصبح هذه الشهب مرئية عندما تكون على بعد ما يقرب من 40 إلى 75 ميل (65 إلى 120 كيلومتر) فوق سطح الأرض. ولكن تتحطم هذه الشهب عندما تكون على ارتفاع 30 إلى 60 ميل (50 إلى 95 كيلومتر).
تتحرك النيازك حول الشمس في مجموعة متنوعة من المدارات كما أنها تدور بسرعات مختلفة. وأسرع هذه النيازك يتحرك بسرعة ما يقرب من 26 ميل في الثانية (42 كيلومتر في الثانية). أما الأرض فتدور بسرعة ما يقرب من 18 ميل في الثانية (29 كيلومتر في الثانية). لذا، عندما تدخل النيازك في الغلاف الجوي للأرض رأسيًا، فإن السرعة المشتركة لها جميعًا تصل إلى ما يقرب من 44 ميل في الثانية (71 كيلومتر في الثانية).
الشهب
المذنب 17P/Holmes وGeminid.
الشهاب هو شعاع ضوئي مرئي يتكون عندما يخترق النيزك الغلاف الجوي للأرض. والشهب تتكون في المتكور الأوسط ومعظمها يتراوح ارتفاعه ما بين 75 كيلومتر و100 كيلومتر.Philip J. Erickson. Millstone Hill UHF Meteor Observations: Preliminary Results.
وفيما يخص الأجسام التي يكون مقياس الحجم فيها أكبر من متوسط المسار الحر في الغلاف الجوي (والذي يتراوح بين 10 سم والعديد من المترات)[المرجو التوضيح]، تحدث الرؤية نتيجة احتكاك الهواء الذي يتولد عنه ارتفاع درجة حرارة النيزك، الأمر الذي يجعل النيزك يتوهج وينشأ عنه ذيل مضيء من الغازات وجسيمات النيزك المنصهرة. وتشتمل الغازات على مواد نيزكية متبخرة وغازات من الغلاف الجوي والتي ترتفع حراراتها بشدة عندما يمر النيزك من خلال الغلاف الجوي. وجدير بالذكر أن معظم الشهب تستمر مدة توهجها لما يقرب من الثانية.
ومن الممكن أن تحدث الشهب أيضًا في شكل وابل عندما تمر الأرض عبر مجموعة من الكتل الحجرية المتخلفة عن أحد المذنبات، ومن الممكن أن يحدث الشهاب أيضًا كشهاب وحيد (شهاب لا يترافق مع وابل الشهب أو سيلها المتكرر بانتظام) دون أن يرتبط حدوث ذلك بسبب معين. ولكن تتم رؤية الشهب بوضوح شديد عندما تحدث في شكل وابل شهبي.
الكرة النارية
الكرة النارية هي أحد الشهب التي تكون متوهجة بشكل أكثر من العادي. ولقد قام الاتحاد الدولي للفلك بتعريف الكرة النارية على أنها شهاب متوهج أكثر من أية كواكب أخرى" ( حيث تصل في الحجم إلى 4 أضعاف أو أكثر). ولقد وضعت منظمة الشهب الدولية (إحدى المنظمات غير المتخصصة التي تقوم بدراسة الشهب) تعريفًا أكثر تحديدًا للكرة النارية؛ حيث عرَّفت هذه المنظمة الكرة النارية على أنها شهاب تبلغ درجة سطوعه 3- ضعف أو أكثر إذا تمت رؤيته من السمت (النقطة التي تقع فوق رأس الراصد مباشرة). لقد وضع هذا التعريف في الاعتبار زيادة المسافة بين الراصد والشهاب القريب من الأفق. فعلى سبيل المثال، الشهاب الذي تبلغ درجة 1- ويقع عند 5 درجات من الأفق يمكن تصنيفه على أنه كرة نارية لأنه إذا كان الراصد يقف تحت الشهاب مباشرة، فستبلغ درجة سطوع الشهاب 6-. International Meteor Organization - Fireball Observations [1]
الشهاب المتفجر
يعني الشهاب المتفجر في اللغة الإنجليزية كلمة "bolide" وهي كلمة مشتقة من الكلمة اليونانية "βολις" والتي يمكن أن تعني القذيفة أو الوهج. وجدير بالذكر أن الاتحاد الدولي للفلك لم يضع أي تعريف رسمي للشهاب المتفجر، وذلك لأنه يعتبر أن هذا المصطلح يعد بشكل عام مرادفًا لمصطلح كرة النار. ويعد هذا المصطلح أكثر استخدامًا بين الجيولوجيين (جيولوجي) (علماء الأرض) من علماء الفلك (عالم فلك) حيث يعني هذا المصطلح بالنسبة لهم المتصادم الكبير. فعلى سبيل المثال، تستخدم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية المصطلح ليعني القذيفة المحدثة للفوهات الكبيرة وذلك ليشير إلى أننا لا نعرف طبيعة الجسم المؤثر بشكل دقيق... سواء أكان هذا الجسم كويكبًا معدنيًا أم صخريًا أم مذنبًا ثلجيًا. usgs.gov - What is a Bolide?، يميل علماء الفلك إلى استخدام المصطلح ليعني كرات النار المتوهجة على نحو غير عادي، وخاصة تلك الكرات التي تنفجر (والتي أحيانًا ما تعرف باسم متفجرة).
الحجر النيزكي
يعد الحجر النيزكي جزءًا من النيزك أو الكويكب الذي نجح في مواصلة رحلته خلال الغلاف الجوي حتى اصطدم بسطح الأرض دون أن يتدمر.Oxford University Press. صفحة 533 إن الأحجار النيزكية قد تكون أحيانًا وليس دائمًا مصحوبة بفوهات صدمية (فوهة صدمية) ذات سرعة فائقة، فأثناء التصادم القوي، يمكن أن يتبخر الجسم المتصادم كله دون أن يترك وراءه أية أحجار نيزكية.
التكتيت
جسمين من التكتيت
إن المادة الأرضية المنصهرة الناتجة عن تأثير الحجر النيزكي من الممكن أن تبرد وتتصلب في شكل جسم يعرف باسم التكتيت ، الذي عادة مايتم الخلط بينه وبين الأحجار النيزكية.
الغبار النيزكي
معظم النيازك تتدمر عندما تدخل الغلاف الجوي. وعندما يحدث ذلك، فإن الحطام المتخلف يعرف باسم الغبار النيزكي أو غبار الشهب. ومن الممكن أن تظل جسيمات الغبار النيزكي ثابتة في الغلاف الجوي لما يزيد عن عدة شهور. كما أن هذه الجسيمات قد تؤثر على المناخ عن طريق كل من الإشعاع الكهرومغناطيسي المشتت والتفاعلات الكيميائية المحفزة في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.
الغازات المنتشرة في مسار نيزك
أثناء دخول النيزك أو الكويكب داخل الغلاف الجوي العلوي، ينشأ ذيل من الغازات المنتشرة في مسار النيزك ، حيث تنتشر الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي العلوي عند مرور الشهاب. ومثل هذه الغازات من الممكن أن تستمر لمدة 54 دقيقة في كل مرة تظهر فيها. وجدير بالذكر، أن هناك العديد من النيازك التي تماثل في حجمها حجم حبيبات الرمل الصغيرة تدخل إلى الغلاف الجوي بشكل دائم، وبالتحديد كل بضعة دقائق في منطقة محددة.[المرجو التوضيح] ومن ثم فإن ذيول الغازات تتواجد تقريبًا في الغلاف الجوي العلوي بشكل دائم. وعندما تصطدم الموجات اللاسلكية بهذه الغازات، فإنها تعرف في هذه الحالة باسم Meteor Burst Communication (MBC) ـ عمليات الاتصال المعتمدة على إشارات لاسلكية يتم تشتيتها أو عكسها باستخدام ذيول من الغازات المشتتة والتي تحدث بفعل مرور شهاب. وعمليات الاتصال هذه عبارة عن شكل خاص من التشتت الذي يمكن استغلاله بنجاح في عمليات الاتصال اللاسلكية فوق مسارات تمتد حتى 15000 أو 2000 كم.
وجدير بالذكر أن رادار الشهب من الممكن أن يقيس كثافة الغلاف الجوي والرياح عن طريق قياس نسبة الانحلال و إزاحة دوبلر للغازات المنتشرة أو المتشردة بسبب مرور شهاب.
لأصوات المصاحبة لحدوث الشهب والنيازك
العديد من الأشخاص يتداولون على مر السنين أن هناك أصواتًا يتم سماعها عندما تظهر الشهب المتوهجة في السماء. - وقد يبدو ذلك مستحيلاً، عندما نضع في الاعتبار السرعة البطيئة نسبيًا للصوت. فأي صوت ناجم عن أحد الشهب الموجودة في الغلاف الجوي العلوي مثل صوت الطائرة وهي تخترق حاجز الصوت، لا يمكن أن يُسمع حتى يمر عدد كبير من الثواني بعد أن يختفي الشهاب من السماء. وعلى الرغم من ذلك، هناك حالات معينة مثل ما حدث أثناء وابل من شهب الأسد في عام 2001، حيث نقل الكثير من الناس أنهم قد سمعوا أصواتًا مثل الطقطقة أو الهسهسة أو الحفيف وقد كانت هذه الأصوات تحدث في الوقت نفسه الذي كان يتوهج فيه الشهاب. ولقد نقل أيضًا أنه كان يتم سماع أصوات متشابهة أثناء العروض المكثفة للشفق (أكثر الأضواء العديدة الصادرة من الطبقات العليا لجو الأرض شدة). - - هناك العديد من الباحثين الذين يعتقدون أن هذه الأصوات متخيلة وليست حقيقية - أي أن هذه المؤثرات الصوتية يضيفها العقل أثناء رؤية الضوء. ومع ذلك، فإن تردد هذه الأقاويل بشكل مستمر دون وجود أي تناقض فيها سبب الحيرة لبعض الباحثين الآخرين. فالتسجيلات الصوتية التي تم الحصول عليها تحت ظروف مشددة في منغوليا عام 1998 عن طريق فريق عمل قاده "سلافين جاراج" وهو أحد علماء الفيزياء في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان، تدعم الرأي القائل بأن هذه الأصوات حقيقية. - - ولكن السؤال الذي ظل يمثل بعض الغموض هو كيف تنشأ هذه الأصوات إذا كانت بالفعل حقيقية؟ افترض الباحثون أن ذيول الغازات التي تتحرك باضطراب والتي تحدث بسبب مرور الشهاب تتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض، الأمر الذي ينشأ عنه نبضات من الموجات اللاسلكية. وعندما تتلاشى هذه الغازات، تنطلق العديد من وحدات الميجاوات من الطاقة الكهرومغناطيسية، هذا بجانب الزيادة الهائلة في طيف التردد الخاص بالترددات السمعية. إن الذبذبات المادية الناجمة عن النبضات الكهرومغناطيسية يتم سماعها إذا كانت قوية بشكل يكفي لجعل الحشائش والنباتات وإطارات النظارات وغيرها من الوسائل المعدنية تهتز. وهذه النظرية المقترحة على الرغم من أنها قد تكون مقبولة من ناحية العمل في المعمل، إلا أنها تظل غير مدعمة بالقياسات الملائمة في هذا المجال.
مدارات النيازك والشهب
تدور النيازك حول الشمس في مدارات مختلفة بشكل كبير. بعض النيازك تدور معًا في مدارات متماثلة، وربما تكون هذه بقايا المذنبات التي تكون وابلاَ شهبيَا. ومن الممكن أن ينتشر الحطام المتخلف عن الغازات الناتجة عن مرور الشهاب في النهاية في مدارات أخرى مختلفة. وهناك نيازك أخرى لا ترتبط بأي سيل من النيازك المشتركة في الاتجاه والسرعة (على الرغم من أنه لا بد أن تكون هناك نيازك تتحرك كلها في الاتجاه نفسه وبالسرعة نفسها تقريبًا في مدارات بحيث لا تتداخل مع مسار الأرض أو مسار أي كوكب آخر).
وأسرع هذه الأجسام يتحرك تقريبًا بسرعة 42 كيلومتر في الثانية (26 ميل في الثانية) في الفضاء القريب من مدار الأرض. وبالربط بين حركة هذه الأجسام والحركة المدارية للأرض التي تصل سرعتها إلى 29 كيلومتر في الثانية (18 ميل في الثانية)، نجد أن سرعات التصادم يمكن أن تصل إلى 71 كيلومتر في الثانية (44 ميل في الثانية) وذلك أثناء التصادم المتقابل. وقد يحدث هذا فقط إذا كانت الشهب تسير في مدار ارتجاعي (عكسي الحركة). وتصل فرصة اصطدام الشهب بالأرض أثناء النهار (أو بالقرب من النهار) إلى 50 في المائة، حيث يميل اتجاه مدار الأرض تقريبًا ناحية الغرب في فترة الظهيرة. وعلى الرغم من ذلك، نجد أن معظم الشهب تتم ملاحظتها في الليل؛ حيث إن انخفاض الإضاءة في هذه الفترة يسمح بملاحظة الشهب الأكثر خفوتًا.
وهناك عدد من الشهب المعينة تتم ملاحظتهاعن طريق عدد كبير من الأشخاص العاديين وغالبًا ما يكون ذلك بالصدفة، إلا أن ذلك يكون مصحوبًا بتفاصيل كافية للتعرف على مدارات الشهب التي تظهر والنيازك التي استطاعت الوصول إلى سطح الأرض. فجميعها جاءت من المدارات الموجودة في المنطقة المجاورة لحزام الكويكبات.
اشهر النيازك التي وصلت إلى سطح الأرض
من الممكن أن سقوط للشهب/الأحجار النيزكية على الأرض هو الحجر النيزكي بيكسكيل والذي تم تصوير فيلم له في 9 من أكتوبر 1992 من قبل 16 شخصًا على الأقل من مصوري الفيديو الذي يعملون لحسابهم الخاص.
فالأخبار التي نقلها شهود العيان توضح أن دخول الكرة النارية للحجر النيزكي بيكسكيل قد بدأ من غرب فيرجينيا في الساعة 23:48 بتوقيت جرينتش العالمي (± دقيقة واحدة). فلقد كانت الكرة النارية التي تتحرك في أحد الاتجاهات الشمالية الشرقية تتميز بلونها الأخضر الناطق، كما أن درجة سطوعها قد وصلت إلى أعلى درجاتها وهي 13-. وفي أثناء الوقت الذي استغرقته رحلة الضوء والتي تجاوزت 40 ثانية، استطاعت الكرة النارية أن تقطع طريقًا أرضيًا وصلت مساحته من 700 إلى 800 كيلومتر.
إن الحجر النيزكي الذي تم استعادته في بيكسيكل في نيويورك (والذي ينتسب في الاسم إلى المكان الذي سقط فيه) (عند 41.28 deg.N, 81.92 deg. W) قد بلغت كتلته 12.4 كيلوجرام (27 رطل)، وقد تم تعريفه باسم الحجر النيزكي البريشي (أي الحجر المتكسر والذي يحتفظ بنوعه الأصلي ـ بمعنى أنه يقاوم الاصطدام دون امتزاج أو اختلاط بأي نوع آخر من الصخور يغير من تركيبه الكيمائي الأصلي) بدرجة H6. "[15], لقد أوضح تسجيل الفيديو أن الحجر النيزكي بيكسكيل من الممكن أن يكون معه العديد من الأحجار النيزكية الأخرى التي كانت تصاحبه في رحلته فوق نطاق واسع من الأرض خاصة في المنطقة الواقعة بالقرب من بيكسكيل.
نبذة تاريخية
على الرغم من أن الشهب الساقطة كانت تعرف منذ أزمنة بعيدة، فإن هذه الظاهرة لم تعتبر ظاهرة فلكية إلا في أوائل القرن التاسع عشر. وقبل ذلك، كانت تتم رؤيتها في الغرب على أنها ظاهرة تحدث في الغلاف الجوي مثل البرق وأنها غير مرتبطة على الإطلاق بأية قصص غريبة كالصخور المتساقطة من السماء. ولقد كتب توماس جيفرسون قائلاً: "لقد بدأت أعتقد بشكل أكثر سهولة أن الأستاذ يانكي سوف يزعم أن هذه الأحجار تسقط من السماء". وهو هنا يشير إلى البحث الذي أجراه بنيامين سيليمان وهو أحد أساتذة الكيمياء في جامعة يال، على الشهاب الذي وقع في مدينة وينستون عام 1807 بولاية كونيكتيكات. فلقد اعتقد سيليمان أن الشهب ظاهرة لها أصل كوني، إلا أن دراسة الشهب لم تجذب انتباه علماء الفلك حتى ظهور عاصفة الشهب الهائلة في نوفمبر 1833. ففي ذلك الوقت، شاهد جميع الأشخاص في شرق الولايات المتحدة الأمريكية آلاف الشهب التي كانت تنطلق من نقطة واحدة في السماء. ولقد لاحظ المراقبون الأذكياء أن نقطة تلاقي النيازك، وذلك كما يتم تسميتها الآن، تتحرك مع مجموعة النجوم المكونة لبرج الأسد.
لقد قام عالم الفلك Denison Olmsted بعمل دراسة موسعة على هذه العاصفة، وقد خلص من هذه الدراسة إلى أن هذه الظاهرة لها أصل كوني. كما أن العالم Heinrich Wilhelm Matthias Olbers قد توقع تكرار هذه العاصفة مرة أخرى في عام 1876 وذلك بعد مراجعة السجلات التاريخية، الأمر الذي جذب انتباه علماء الفلك الآخرين. ولكن العمل التاريخي الذي قام به العالم Hubert A. Newton والذي اتصف بأنه أكثر شمولية، قد أدى إلى تعديل التنبؤ السابق ليصبح في عام 1866، الأمر الذي ثبتت صحته بعد ذلك. ونجد أنه بعد النجاح الذي حققه Giovanni Schiaparelli في الربط بين الأسديات (وفقًا للاسم المستخدم الآن) ومذنب تمبل تتل (Tempel-Tuttle)، أصبح وجود أصل كوني للشهب من الأمور المؤكدة والمثبتة الآن. ولكن لا تزال هذه الشهب والنيازك مجرد ظاهرة جوية، حتى أن كلمة شهاب في اللغة الإنجليزية تعني "meteor" وهي كلمة مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني بالإنجليزية "atmospheric". يمكن ان تسقط النيازك في كل مكان حسب زاوية دورتها وسرعتها
تدمير سفن الفضاء
انظر أيضًا: Micrometeoroid – Effect on spacecraft operations
حتى الشهب ضئيلة الحجم من الممكن أن تتدمر في السفن الفضائية. فلقد رصد تلسكوب هابل الفضائي ما يقرب من 572 فوهة صغيرة ومناطق مليئة بالشظايا.
الشهب ونشأة الحياة
(باللاتينية: ) إن الشهب والنيازك التي سقطت على المحيطات البدائية من الممكن أن تكون قد ساهمت في تكوين مركبات الكربون التي مثلت اللبنة الأولي في بداية الحياة.
