מהם שביטים?
שביטים הם חפצי חלל גדולים המורכבים מגזים קפואים, אבנים ואבק, אשר יחד עם שאר גופי השמיים של מערכת השמש סובבים סביב כוכב. במצבם המקורי, שביטים גדולים למדי ויכולים להיות בגודל של ערים שלמות. אך בתהליך מחזור החיים שלהם, כשהם במסלול של השמש, שביטים מתחממים בהדרגה כשהם מתקרבים למקור חום ובכך מאבדים את המסה שלהם.
לא רק שהשמש מחממת אותם, היא גם מושכת אליה חלקיקים, וזו הסיבה שמופיעים זנבות ענקיים, הנמתחים לאורך מיליוני קילומטרים רבים, ומאירים את חושך החלל. מה שמניע את השביט בתנועה ומכוון את דרכו הוא כוח המשיכה מכל כוכבי הלכת והכוכבים הסמוכים להם הוא עובר. כאשר שביט מתקרב לשמש הוא נע מהר יותר ויותר, מכיוון שככל שהאובייקט קרוב יותר למקור הכובד, הוא פועל עליו חזק יותר. זנבו של השביט לא רק ינוע מהר יותר, אלא גם יתארך, מכיוון שיותר חומרים יתאדו.
מדוע קוראים שביטים שביטים?
בגלל המראה והזנב שלהם, שביטים קיבלו את שמם, מכיוון ש" κομήτης, komḗtēs "מתורגם מיוונית עתיקה כ"זנב", "שעיר", "מדובלל".
עובדה מעניינת: זנב השביט תמיד יכוון לכיוון אחד. הדמיון יכול לצייר גופים אלה בזנבות המכוונים בכיוון ההפוך לתנועה. אך למעשה, זה תמיד יופנה מהשמש.
מדענים מאמינים שהרבה שביטים מסתובבים במערכת השמש. עד כה, על פי האתר הרשמי של נאס"א, אסטרונומים רשמו 3595 שביטים.
היסטוריה של חקר שביטים
בימי קדם, אנשים שהורגלו לתת אופי מיתולוגי ואלוהי לכל תופעה לא חלפו על פניהם ופסים זוהרים בשמיים, לפעמים חמקו בלילה. היו שקראו להם נשמת המתים.
אך הזמן עבר והתפתחה מחשבה מדעית. הראשון שהצהיר על שביט כגז מאיר היה אריסטו. מאחוריו, סנקה כבר הציע כי לאובייקטים השמימיים המסתוריים האלה יש מסלוליהם.
שביטים עוברים במסלול, כך שהם חוזרים שוב ושוב לשדה הראייה של האסטרונומים. תיאוריות הועלו על מסלולי סגלגל מוארכים, אך תיאוריות אלה לא מצאו הכרה ואישור אוניברסאלי עד המאה ה -18. את ההשערה הראשונה כזו העלה המדען הגרמני גאורג דרפל בשנת 1681. אייזק ניוטון, 6 שנים בלבד לאחר פרסום עבודתו של קודמו, ניסה להסביר זאת על ידי הצגת בפני העולם את חוקי הכובד הגאוניים. ניוטון הצהיר גם כי שביטים הם חפצים סלעיים המכילים קרח שמתאדה כשהוא מתקרב לשמש ובכך יוצר זנב.
בשנת 1705 חקר אדמונד האלי את כל המופעים המתועדים של שביטים וניסה לקבוע את הפרמטרים של מסלוליהם באמצעות פיזיקה ניוטונית. זה הוביל אותו לתיאוריה שלפיה שביטים 1531, 1607 ו- 1682 היו למעשה אותו אובייקט שיופיע 75 שנים לאחר הופעתו האחרונה. האלי הפך לאדם הראשון שהצליח לחזות בהצלחה את חזרתו של השביט - הוא נראה, בדיוק על פי חישוביו, בשנת 1759. ואז היא קיבלה את השם - שביט של האלי.
הקשר בין ממטרי מטאורים וכוכבי שביט הוכח בסוף המאה ה -19, כאשר האסטרונום האיטלקי ג'ובאני שיפרלי העלה את השערתו בנוגע למשטרי המטאורים המשטרים, גלויים לעין בלתי מזוינת בכל אוגוסט. המראה השיטתי שלה נובע מהעובדה שכדור הארץ עובר דרך ענן של פסולת, שהשאיר אחריו שביט סוויפט-טאטל. תיאוריה זו אפשרה למדען להסיק שלשביטים יש משטח יציב המכוסה בשכבת קרח.
בשנות החמישים הציע האסטרונום האמריקני פרד לורנס וויפל כי שביטים מורכבים למעשה מכמות קרח רבה יותר מאבן ומכילים מים קפואים, פחמן דו חמצני ואמוניה. התיאוריה של וויפל אושרה על ידי תצפיות על חלליות שהושקו במחצית השנייה של המאה.
עובדה מעניינת: במשך השנים התפרשו שביטים כסימנים לאבדון הממשמש ובא או מבקרי מזל. הקיסר הרומי נרו חשב שהשביט מבשר את רצחו, ולכן הוא הרג את כל ממשיכיו החיים. האפיפיור קליקסט השלישי ניסה למעשה להוציא את השביט האלי מהכנסייה, מתוך אמונה שהוא סוכן השטן. ויליאם הכובש ראה את השביט כמשה טוב לפני פלישתו לאנגליה בשנת 1066.
המבנה וההרכב של שביטים
כעת אנו יודעים שהגרעינים של שביטים מורכבים בעיקר מקרח, שמתאדה כאשר השביט קרוב לשמש. זה יוצר אווירת אדים תוססת המורכבת מחלקיקים טעונים הנקראים יונים וחלקיקי אבק, שיכולים להיות מורכבים מסיליקטים, פחמימנים וקרח. לאווירה הזו קוראים תרדמת. גרעינים של השביטים הנצפים באורך של עשרות מטרים עד 60 ק"מ. תרדמת יוצרת מעטפת סביב הליבה, שיכולה להיות רוחבה של מיליוני קילומטרים, והיא מוקפת מעטפת מימן גדולה עוד יותר.
כיוון זנב שביט
אבק ואדים יוצרים שני זנבות נפרדים, אך לרוב הם מכוונים באותו כיוון. שני הזנבות מופנים תמיד מהשמש, אך חלקיקים טעונים מגיבים ביתר שאת לשדה המגנטי ולרוח השמש, מה שהופך אותו לכיוון בדיוק בכיוון ההפוך מהכוכב. חלקיקי אבק פחות רגישים להשפעה זו, ולכן כיוון זנב האבק מעוקל תלוי במסלולו של השביט.
עובדה מעניינת: בשנת 2009, בדיקת החלל של נאס"א לקחה דגימה מ- Comet Wild-2, ומדענים גילו שהיא מכילה את חומצת האמינו גליצין, היסוד החשוב ביותר למוצא החיים. מחקר שנערך לאחרונה הראה כי שביט יכול ליפול לכדור הארץ, להביא עד 9 טריליון חומרים אורגניים, ובכך לספק את האנרגיה והחומרים הדרושים לסינתזה של מולקולות חמורות יותר, אשר יצרו חיים לאחר מכן.
מה ההבדל בין שביטים זה לזה?
שביטים נבדלים זה מזה בעיקר במשקל ובגודל. הם יכולים להשתנות מאוד בגודלם, אך שביטים עדיין נשארים גופי שמיים קטנים, בהתחשב בגודל של חפצי חלל אחרים. אבל אם היה לך טלסקופ חובב וצפית בשביטים בשמי הלילה, אולי היית שם לב שהם נבדלים גם בבהירות ובצורתם. פרמטרים אלה תלויים בעיקר בהרכב הכימי של שביט.
מקורם של שביטים
מקורם של שביטים ניתן לקבוע על פי הפרמטרים המסלוליים שלהם. ההערכה היא כי שביטים המסתובבים סביב השמש במשך פחות מ- 200 שנה מגיעים מחגורת קויפר. חגורת קויפר ממוקמת מחוץ למסלולו של נפטון והועלתה על ידי האסטרונום ההולנדי אמריקני ג'רארד קויפר בשנת 1951. נכון להיום, מעריכים כי החגורה מכילה כ -1,000 מיליארד שביטים.
הוא האמין כי שביטים עם תקופות של יותר מ -200 שנה מגיעים מענן אורט. ענן Oort הוא ענן כדורי המסתובב סביב השמש במרחק של יותר מ -1.5 שנות אור מקצה חגורת קויפר. זהו שליש מהמרחק לכוכב הקרוב ביותר פרוקסימה סנטאורי.
האסטרונום האסטוני ארנסט אפיק הציע לראשונה כי שביטים עם תקופות סיבוב ארוכות יכלו לנבוע מענן אורט בשנת 1932, ורעיון זה המשיך להתפתח בכתביו של ג'אן אוורט בשנת 1950. ההערכה היא שענן Oort מכיל מאות מיליארדי שביטים, ולחלקם עשוי להיות כמות כזו של קרח העולה על מספר המוני של כל כדור הארץ בכמה פעמים.
במה שביטים שונים מאסטרואידים ומטאוריטים?
מטאורים קשורים להבזקים בהירים בשמיים, המכונים לעתים קרובות "כוכבי יריות".מטאורואידים הם עצמים בחלל, שגדליהם משתנים בין גרגרי אבק לאסטרואידים קטנים. למעשה, אלה רק אבנים שעפות בחלל. כשמטאורואידים נכנסים לאטמוספירה של כדור הארץ (או כוכב לכת אחר, כמו מאדים) במהירות גבוהה ונשרפים, נקראות כדורי אש או "כוכבי ירי" מטאורים. כאשר מטאורואיד עובר באטמוספירה ונופל לקרקע, זה נקרא מטאוריט. הכל תלוי בגודל הגוף הקוסמי.
האסטרואיד, המכונה לעיתים כוכבי לכת קטנים, הם שברי אבן גדולים ללא אטמוספרה שנותרו לאחר השלבים הראשונים של היווצרות מערכת השמש שלנו לפני כ -4.6 מיליארד שנה. רובם נמצאים בין מאדים לצדק. גדלי האסטרואידים משתנים מאוד - הם יכולים להגיע לקוטר של 530 ק"מ או להיות קטנים מאוד ולהגיע רק ל -10 מטרים.ההבדל העיקרי בין אסטרואיד לבין שביט הוא הרכבם הכימי.
עובדה מעניינת: המסה הכוללת של כל האסטרואידים במערכת השמש היא פחות ממסת הירח.
איך שביטים מקבלים את שמם?
ההיסטוריה של התצפית על שביטים אורך למעלה מ -2,000 שנה, שבמהלכה נעשה שימוש במספר תוכניות שמות לכל אחד מהשביטים. כיום, לחלק מהשביטים יש יותר משם אחד.
המערכת הראשונה מאוד התאפיינה בכך שהשביטים קיבלו שם לכבוד שנת הגילוי שלהם (למשל, השביט הגדול משנת 1680). בהמשך הושגה הסכמה בין אסטרונומים לפיהם שמות שביטים ישתמשו בשמות האנשים הקשורים לתגלית (למשל, שביט הייל-בופ) או במחקר המפורט הראשון (למשל, שביט של האלי).
מאז המאה ה -20 הטכנולוגיה התפתחה ללא הרף ומספר התגליות גדל מדי שנה, ולכן נוצר הצורך ליצור מערכת אוניברסלית יותר באמצעות מספרים מיוחדים.
תחילה, לשביטים הוקצו קודים לפי הסדר בו עברו השביטים perihelion (לדוגמה, שביט 1970 II). אבל אפילו מערכת זו לא יכלה להחזיק מעמד זמן רב, מכיוון שאפילו היא לא הצליחה להתמודד עם מספר התגליות השנתיות. אז מאז 1994 הופיעה מערכת חדשה - מוקצה קוד המבוסס על סוג המסלול ותאריך הגילוי (לדוגמה, C / 2012 S1):
- P / מציין כוכב שביט תקופתי, המוגדר למטרות אלה ככל שביט עם תקופת מסלול של פחות מ- 200 שנה או תצפיות מאושרות עם יותר מפסיברציה אחת;
- C / מציין שביט לא תקופתי, כלומר כל שביט שאינו תקופתי בהתאם לפסקה הקודמת;
- X / מציין שביט שלא ניתן לחשב את מסלולו (בדרך כלל שביטים של תצפיותיהם ההיסטוריות);
- D / מציין שביט תקופתי שנעלם, התרסק או אבד. דוגמאות לכך הן השביט לקסל (D / 1770 L1) והסנדל השביט-לוי 9 (D / 1993 F2);
- A / מצביע על חפץ שזוהה בטעות כשביט, אך הוא למעשה כוכב לכת מינורי. אך במשך שנים רבות לא נעשה שימוש בשם זה, אך בשנת 2017 הוא הוחל על Oumuamua (A / 2017 U1), ואז על כל האסטרואידים במסלולי מסלול הדומים לשביטים;
- אני / מציין אובייקט בין כוכבים. ייעוד זה הופיע לאחרונה, בשנת 2017, כדי לתת לאומואמואה (1I / 2017 U1) את המעמד הנכון והמדויק ביותר. נכון לשנת 2019, האובייקט היחיד הנוסף עם סיווג זה הוא השביט של בוריסוב (הרביעי של 2/2019).
האם שביטים מהווים איום על כדור הארץ?
מאז הקמתו לפני יותר מ -4.5 מיליארד שנה, כדור הארץ נחשף להתנגשויות עם אסטרואידים ושביטים פעמים רבות, כאשר מסלולם האחרון הכניס לגבולות הפנימיים של מערכת השמש ועובר בסמיכות לכדור הארץ. חפצים כאלה בשלמותם נקראו "חפצים בקרבת כדור הארץ".
תלוי בגודל העצם המשפיע, התנגשות כזו יכולה לגרום לנזק עצום מקומי וגלובלי. וזו עובדה שאין עליה עוררין, שבשלב מסוים כדור הארץ שוב יתנגש בגוף שמימי אחר.יש עדויות מדעיות משכנעות לכך שהתנגשויות קוסמיות מילאו תפקיד מרכזי בהכחדת המונים, שנרשמו במאובנים ברחבי העולם.
לחפצים בקרבת כדור הארץ יש מסלולים המשתלבים בכיוון עם כדור הארץ, כך שהתנגשות איתם אינה כה הרסנית, מכיוון שמהירות הפגיעה מצטמצמת מאוד. אולם שביטים מסתובבים סביב השמש בדרכים מעט שונות שקשה מאוד לחזות, כך שעלולה להתרחש התנגשות חזיתית שעלולה להוביל לתוצאות הרות אסון, אומרים החוקרים.
למרבה הצער, האטמוספרה של כדור הארץ אינה הגנה אידיאלית מפני אסונות קוסמיים, מכיוון שגודל שביט יכול להגיע לכמה קילומטרים. אלה הרים אמיתיים של אבן וקרח. כאשר כוכב שביט נכנס לאטמוספירה של כדור הארץ, החלקיקים הקטנים שלו מתנדפים ואינם מגיעים לפני השטח, אך עדיין גדולים מהם עפים. הם יוצרים פיצוץ לאחר הפגיעה, המהווה מכתש. יש מדענים הסבורים כי המכתשים הגדולים ביותר בכדור הארץ נוצרו כתוצאה מהתנגשות ספציפית על ידי שביטים.
השביטים המפורסמים ביותר במערכת השמש
השביט האלי
השביט של האלי הוא המפורסם מבין כל שבטי השביט. אחרי הכל, המדען הבריטי אדמונד האלי היה הראשון שהצליח להוכיח את תדירות שביט לאחר תצפיותיו וניתוחו של נתונים מאסטרונומים מהעבר. הוא הצליח לחזות במדויק את חזרתו של כוכב השביט, אשר הבחין לראשונה בשנת 1066. השביט של האלי, רוחבו 8 ק"מ ואורכו 16 ק"מ, מסתובב סביב השמש כל 75–76 שנים במסלול מוארך. הפעם האחרונה שהיא עברה קרוב לכדור הארץ בפברואר 1986.
סנדלרים שביט-לוי 9
השביט סנדלר-לוי 9 התפרסם בעובדה שבשנת 1992, בהשפעת כוח המשיכה של צדק, הוא התפוצץ ל -21 חלקים ואז בשנת 1994 נפלו כל החלקים על פני השטח של ענקית הגז. מחזה זה נצפה על ידי כל אסטרונומים ואנשי מקצוע חובבים. על פי הנטען, ההשפעה של שבר אחד - בקוטר של כ -3 ק"מ - הביאה לפיצוץ השווה ל -6 מיליון מגה של TNT.
השביט Churyumov-Gerasimenko
בדיקת החלל רוזטה, שהושקה בשנת 2004, הייתה בבעלות סוכנות החלל האירופית, שהייתה אמורה לנחות על כוכב השביט Churyumov-Gerasimenko בשנת 2014. ההערכה היא כי השביט רוחב כחמישה קילומטרים וכיום הוא מסתובב סביב השמש בכל 6.6 שנים. מסלולו היה בעבר הרבה יותר גדול, אך האינטראקציה עם כוח המשיכה של צדק מאז 1840 שינתה אותו לקטן בהרבה. ואז בילתה הרכב המסלול כמעט שניים ליד השביט כשהוא פנה חזרה לשמש. הגשש בדק את הרכב השביט כדי לעזור לנו להבין טוב יותר את ההיסטוריה של היווצרות מערכת השמש שלנו.
השביט הייל-בופ
בינואר 1997, שביטו של הייל-בופ התקרב לכדור הארץ במרחק הקרוב ביותר מזה 4000 שנה. הפעם האחרונה שחפץ זה טס בסמוך לכוכב הלכת שלנו בתקופת הברונזה, כלומר 2000 שנה לפני עידןנו. השביט הייל-בופ גדול ומרכזי בהרבה מהשביט האלי. הגלעין מגיע לקוטר של 40 ק"מ ונראה לעין בלתי מזוינת. הייל-בופ כה בהיר עד שניתן היה לראות אותו מכדור הארץ בשנת 1995, כשהוא עדיין היה מחוץ למסלולו של צדק.
השביט בורלי
זהו השביט השני אחרי האלי, שצולם בקלוז-אפ בעזרת החללית Deep Space 1 שנשלחה על ידי נאס"א בשנת 2001. משימת מחקר זו סיפקה נתונים רבים למדענים, שבזכותם אסטרונומים יכלו להבין הרבה אודות גרעינים של שביטים. התמונות הראו שלגרעין הסלעי יש צורה של מערך ענק באורך 8 קילומטרים, והשביט כולו מפותל באופן מוזר.
בניגוד לשביט של האלי, שהתגבש בענן אוורט בגבולותיה החיצוניים של מערכת השמש, גורסים כי בורלי מגיע מחגורת קויפר.
Hyakutake שביט
כוכב שביט זה עשה רושם בל יימחה על מדענים כאשר בשנת 1996 הוא עבר קרוב לכוכב הלכת שלנו, התקרב לכדור הארץ במרחק של 15 מיליון קילומטרים בלבד, שהתברר שהוא המרחק הקרוב ביותר אליו התקרב כוכב שביט אחר. השביט תמה את האסטרונומים מכיוון שהוא פלט קרני קרינה עזות פי מאה מהצפוי.
חללית יוליסס עברה בזנבו של שביט זה במאי 1996, והראתה שאורכו לפחות 570 מיליון ק"מ - ארוך פי שניים מכל שביט ידוע אחר.