از سیارک‌ها چه می‌دانیم؟

دانشمندان بر این باورند که سیارک‌ها ذرات سیاره‌ای یا قطعاتی قدیمی از موادی‌اند که به هنگام شکل‌گیری منظومه خورشیدی بر جای مانده‌اند. این سیارک‌ها اطلاعات ارزشمندی درباره مراحل اولیه شکل‌گیری منظومه خورشیدی در اختیار ما قرار می‌دهد. همچنین می‌تواند به درک چگونگی شکل‌گیری حیات در زمین نیز کمک کند.

به گزارش مجله خبری نگار؛ یکی از اشتباهات رایج در نجوم این است که سیارک، ریز سیاره و سیاره کوتوله را یک نوع جرم فضایی حساب می‌کنند اما اتحادیه بین‌المللی ستاره‌شناسی برای هرکدام تعریف جداگانه‌ای را به تصویب رسانده است. سیارک‌ها بخشی از اجرام کوچک نامنظم در منظومه شمسی هستند که به دور خورشید می‌گردند. میلیون‌ها سیارک در منظومه شمسی وجود دارند؛ بسیاری از سیارک‌ها در فاصله میان مدار مریخ و مدار مشتری قرار دارند و یک کمربند سیارکی ایجاد کرده‌اند. در حال حاضر کلمه «سیارک» به طور خاص به همین اجرام متشکل از سنگ و فلز و یخ در بخش درونی منظومه شمسی در فاصله مریخ و مشتری اطلاق می‌شود. احتمالا در مدار بین این دو سیاره، سیاره دیگری نیز وجود داشته است که به علت جاذبه شدید مشتری متلاشی شده است و سیارک‌ها را پدید آورده است.

ریز سیاره

ریز سیاره جرمی فضایی است که در یک مدار مستقیم به دور خورشید می‌گردد، اما نه یک سیاره بزرگ است و نه یک دنباله‌دار (comet) و به این ترتیب این اصطلاح «سیاره‌های کوتوله»dwarf planets را هم در برمی‌گیرد. بر اساس تعریف اتحادیه بین‌المللی ستاره‌شناسی سیاره کوتوله جرمی فضایی است که به دور خورشید می‌گردد و جرم آن انقدر هست که بتواند در نتیجه جاذبه‌اش شکل کرویش را حفظ کند و دارای تعادل هیدروستاتیک باشد. این اتحادیه پنج سیاره کوتوله را به رسمیت می‌شناسد که شامل سرس، پلوتو، هومه‌آ، ماکی ماکی و اریس است.

برخی از ستاره‌شناسان با قرار دادن پلوتو در رده سیاره‌های کوتوله مخالفند و همچنان آن را یک سیاره معمول می‌دانند. پلوتو تا آگوست ۲۰۰۶ نهمین سیاره منظومه خورشیدی بود اما اکنون بنا بر تعریف نوین اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی یک سیاره کوتوله و همچنین به عنوان نمونه نخست از رده جدید اجرام فرانپتونی به شمار می‌رود.

جنگ و صلح با سیارک‌ها

در واپسین روزهای سال ۲۰۱۶، مقامات کاخ‌سفید از برنامه‌ریزی‌های اولیه برای تصویب برنامه دفاع سیاره‌ای خبر دادند. برنامه‌ای که به واسطه آن باید برای مقابله با خطرات بالقوه فضایی آماده شد. این خطرات، انسان‌ها و تمام گونه‌های زیستی را در زمین تهدید می‌کند. بطور مثال فرض می‌شود که نسل دایناسورها حدود ۶۵ میلیون سال پیش بر اثر برخورد یک جرم فضایی به زمین منقرض شد. قطر این جرم حدود ۱۰ کیلومتر بود. این در حالی است که تاکنون حدود ۱۳ هزار سیارک‌ و جرم فضایی نزدیک به زمین که قطر آن‌ها بالای یک کیلومتر است، کشف شده است. این تعداد تقریبا به اندازه ۹۰ درصد از اجرامی است که دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند در نزدیکی زمین وجود داشته باشد.

دانشمندان اعتقاد دارند که ده‌ها هزار جرم کوچک‌تر و ناشناخته دیگر نیز در نزدیکی سیاره ما وجود دارد که می‌توانند ساکنان زمینی را غافلگیر کنند. به طور مثال در زمستان ۱۳۹۱ ورود شهاب سنگی به جو زمین به انفجار آن در فاصله چند کیلومتری از سطح زمین بر فراز آسمان شهر «چلیابینسک» روسیه منجر شد. این حادثه خوشبختانه تلفات جانی نداشت اما شوک صوتی ناشی از انفجار آن باعث شکسته‌شدن شیشه‌های صدها ساختمان شد و بیش از ۱۵۰۰ نفر را مجروح کرد.

کارشناسان تخمین زدند که این شهاب سنگ حدود ۲۰ متر قطر داشت و با سرعت ۲۰ کیلومتر بر ثانیه وارد جو زمین شد. اگر شهاب سنگ چلیابینسک به زمین برخورد می‌کرد، قدرت تخریب آن برابر با انفجار ۲۵ بمب اتمی بود که در انفجار هسته‌ای هیروشیما مورد استفاده قرار گرفت. در نمونه‌ای دیگر برخورد یک شهاب سنگ در تابستان ۱۲۷۸ در تانگوسکای روسیه، باعث آتش‌سوزی گسترده‌ای در جنگل‌های این منطقه شد و بیش از ۸۰ میلیون درخت را نابود کرد. به نظر می‌رسد قطر شهاب سنگ تانگوسکا بین ۶۰ تا ۱۹۰ متر بود و اگر این اتفاق در منطقه‌ای مسکونی رخ می‌داد، میلیون‌ها انسان جان می‌باختند.

بشر بی‌دفاع در برابر برخورد سیارک‌ها با زمین

حال بر اساس برنامه دفاع سیاره‌ای، ابتدا لازم است شبکه شناسایی و ردیابی اجرام نزدیک به زمین گسترش پیدا کند. زیرا دانشمندان از اجرامی می‌ترسند که کشف نشده‌اند. برای مقابله با موقعیت‌های خطرناک پیشنهاداتی ارائه شده است. مثلا منحرف‌کردن مدار یا نابودی سیارکی که به زمین نزدیک می‌شود، همواره موشک‌هایی را برای مقابله سریع با چنین تهدیداتی به صورت آماده‌ باش نگه داشت. اما طبیعتا عملی‌شدن برنامه دفاع سیاره‌ای به همکاری و تلاشی بین‌المللی نیاز دارد و ما فعلا در برابر برخورد سیارک‌ها به زمین کاملا بی‌دفاعیم.

انجام دو ماموریت فضایی در سال‌های ۱۴۰۰ و ۱۴۰۱

با این حال سیارک‌ها همیشه برای زمین خطرناک نیستند. مطالعه آن‌ها می‌تواند به بهبود دیدگاه‌های ما از چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی و سیارات کمک کند. تاکنون چندین ماموریت فضایی با هدف کاوش سیارک‌ها به فضا پرتاب شده‌اند. در تازه‌ترین خبر از ماموریت‌های سیارکی، ناسا اعلام کرد در سال‌های ۱۴۰۰ و ۱۴۰۱ شمسی دو فضاپیما با نام‌های «لوسی» و «سایکی» را به فضا پرتاب خواهند کرد. قرار است لوسی با شش سیارک که در نزدیکی سیاره مشتری به دور خورشید می‌گردند، ملاقات کند. فضاپیمای سایکی هم به ملاقات سیارکی خاص در کمربند سیارک‌ها می‌رود. این سیارک به طور عمده از آهن و نیکل تشکیل شده است در حالی که اغلب سیارک‌ها از یخ و سنگ به وجود آمده‌اند.

سیارک‌ها عامل انباشت آب در ماه

نتایج پژوهشی جدید نشان می‌دهد در اعماق کره ماه مقدار کمی آب انباشته شده‌ و این آب در ابتدای تاریخ پیدایش و پس از برخورد سیارک‌ها با اقیانوس‌های گدازه‌ای ماه وارد این جرم کیهانی شده‌ است. اکنون گروهی بین‌المللی از دانشمندان با مقایسه ساختار شیمیایی نمونه‌های به دست آمده از ماموریت‌های آپولو با انواع مختلف سنگ به نتایج جدیدی دست یافته‌اند. به گفته این دانشمندان سیارک‌های یخی و ابتدایی منبع اصلی آب در ماه بوده‌اند. برخورد این سیارک‌ها با جرمی که در مرحله رشد بوده باعث شده تا پوسته در حال انبساط ماه، آب را درون مواد مذابی که در آستانه سرد شدن بود به دام بیاندازد.

با گذشت زمان فعالیت‌های آتشفشانی مقادیری از این گدازه‌ها را به سطح ماه پرتاب کرد و کمی پس از آن، فضانوردان آپولو مقداری از سنگ‌های آتشفشانی ایجاد شده روی سطح ماه را با خود به زمین آوردند. پیوند شدید و تراکم بالا در سنگ‌ها ردپای وجود آب است. زمانی که درباره آب درونی یا ماگمایی صحبت می‌شود، بحث برسر آبی است که در میان کانی‌های به دام افتاده‌ است. برخی از مطالعات پیشین حاکی از آن بودند که این رسوبات آبی از ساختار مولکولی مشابه شهاب‌ سنگ‌های کندریت کربنی برخوردارند، اجرامی که از کمربند شهاب سنگی به زمین می‌رسند.

تفاوت سیارک‌ها و دنباله دارها

تفاوت اصلی سیارک‌ها و دنباله دارها، در جنس تشکیل دهنده‌ی آن‌ها است. سیارک‌ها متشکل از مواد فلزی و سنگی‌اند؛ درحالی که دنباله دارها از مواد یخی، سنگی گرد و غبار ساخته شدند. هر دوی این اجرام فضایی در نخستین دوران‌های تشکیل منظومه شمسی در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش به وجود آمدند. سیارک‌ها در جایی بسیار نزدیکتر به خورشید که برای دوام یخ‌ها آنچنان سرد نبود تشکیل شدند؛ بسیاری از آن‌ها در میان مدار مریخ و مشتری قرار گرفتند و به دور خورشید می‌چرخند. اما دنباله‌دارها در فواصل دورتری از خورشید تشکیل شدند که یخ در آن مناطق ذوب نمی شد.

تفاوت‌های عمده دیگری نیز میان دنباله‌دارها و سیارک‌ها وجود دارد. با نزدیک شدن دنباله‌دار به قسمت‌های داخلی منظومه شمسی، گرمای خورشید منجر به تبخیر قسمتی از یخ موجود در سطح هسته آن می‌شود و ذرات غبار و گاز با فشار از دنباله‌دار به فضا خارج می‌گردند که به این قسمت گیسو می‌گویند. تفاوت دیگر شکل مداری آن‌ها است، دنباله دارها دورترین اجرام منظومه شمسی ما هستند که مدارهای کشیده و طولانی دارند. این در حالی است که سیارک‌ها، در مدارهایی کوتاه‌تر و مدورتر مستقرند که معمولاً در دسته‌هایی بصورت کمربند به گرد خورشید می‌چرخند.

شناسایی چهار هزار دنباله‌دار

بیشتر سیارک‌ها در فاصله ۲ تا ۴ واحد نجومی و در منطقه‌ای به نام کمربند اصلی سیارکی در حد فاصل بین مریخ و مشتری به دور خورشید می‌چرخند. تصور بر این است که حدود یک میلیون سیارک با قطر یک کیلومتر تا سیارک‌های کوچکتر از سیاره کوتوله سرس در منظومه شمسی وجود داشته باشد. تفاوت دیگر بین این دو تعداد سیارک‌ها و دنباله‌دارها است. محققان تعداد ۴۰۰۰ دنباله‌دار را شناسایی کردند، برخی نیز تخمین می‌زنند که در ابر اورت بیش از یکصد میلیارد دنباله‌دار وجود دارد. این در حالی است که ستاره شناسان میلیون‌ها سیارک را در کمربند سیارکی کشف کردند که برخی به ریزی یک دانه غبار است.

دنباله دارها و سیارک‌ها در اصل بقایای روزهای نخستین منظومه شمسی هستند و از بسیاری جهات، تصور بر این است که آن‌ها در طول میلیاردها سال به همان شکل اول خود باقی ماندند. بنابراین باید حاوی مواد خالصی از دوران اولیه‌ تشکیل منظومه شمسی باشند. دانشمندان تحقیقات زیادی روی این اجرام آسمانی انجام دادند، از جمله ملاقات فضاپیمای  EPOXI  ناسا که به ۷۰۰ کیلومتری دنباله‌دار هارتلی ۲ نزدیک شد و تصاویری جالب را به زمین ارسال نمود. سپس این تلسکوپ هرشل بود که این دنباله‌دار را بررسی کرد و نشان داد، نسبت دوتریوم به هیدروژن در آب این دنباله‌دار با آب اقیانوس‌های زمین یکسان است و این ایده را تأیید کرد که  احتمالا دنباله‌دارها مسئول بیشتر آب‌های زمین هستند.

نخستین تصاویر سیارک‌ها به اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ باز می‌گردد. در سال ۱۹۹۱ فضاپیمای گالیله از کنار سیارک گاسپرا عبور کرد. این فضاپیما، در مسیر طولانی خود تا سیاره مشتری، در سال ۱۹۹۳ از کنار سیارک ایدا گذشت و تصاویری از آن به زمین مخابره کرد. فضاپیمای دیگری نیز با عبور از کنار سیارک‌ها و تصویر برداری از این اجرام دید ما را در مورد آن‌ها کاملا تغییر دادند. در یکی از مهم‌ترین تلاش‌ها دانشمندان ژاپنی فضاپیمای هایابوسا ۱ را در سال ۲۰۰۳ به سمت سیارک اتوکاوا ارسال کردند و متاسفانه نتوانستند سطح نشین را روی سیارک فرود بیاورند اما با نزدیک کردن خود فضاپیما و شلیک به سیارک توانستند نمونه‌هایی از این جرم آسمانی را در سال ۲۰۱۰ پس از ۷ سال ماموریت فضایی به زمین بیاورند.

آژانس فضایی ژاپن در تلاشی جدید در اوخر سال ۲۰۱۴ فضاپیمای تحقیقاتی هایابوسا-۲ (Hayabusa۲) را برای آنالیز یک سیارک دیگر به فضا پرتاب خواهد کرد. این فضاپیما در اواسط سال ۲۰۱۸ به سیارک هدف می رسد، با قرار گرفتن فضاپیما در ارتفاع مناسب، چهار کاوشگر این فضاپیما روی سطح سیارک ۱۹۹۹JU۳ خواهند نشست. همچنین این فضاپیما دارای کاوشگری برخوردی است که با کوباندن خود به سطح سیارک حفره‌ای جدید، برای بررسی دقیق‌تر ایجاد خواهد کرد. این شکارگران سیارک در نهایت پس از جمع آوری اطلاعات به فضاپیمای مادر باز خواهند گشت تا پس از بازگشت به زمین، دانشمندان این داده‌ها را مورد آنالیز قرار دهند.

کمک سیارک‌ها در راستای درک چگونگی تشکیل زمین

دانشمندان معتقدند این سیارک حاوی کربن، آمینواسید و مواد معدنی آبدار است، که نه‌ تنها اطلاعات ارزشمندی درباره مراحل اولیه شکل‌گیری سامانه خورشیدی در اختیار ما قرار می‌دهد، بلکه می‌تواند به درک چگونگی شکل‌گیری حیات در زمین نیز کمک کند. این اجرام آسمانی چند وقتی هست که ذهن دانشمندان و صنعتگران زمینی را به خود معطوف کردند، تا جایی که ناسا اعلام کرده قصد دارد تا سال ۲۰۲۱، سیارکی به دام بیندازد و جهت بررسی‌های بیشتر به مدار بین ماه و زمین انتقالش دهد تا در سال ۲۰۲۵ فضانوردان بتوانند از آن بازدید و آنالیزش کنند.

زمانی دانشمندان تصور می‌کردند که سیارک‌ها، باقی مانده سیارات منفجر شدند. این نظریه به سرعت کنار گذاشته شد، چرا که آن‌ها بسیار کوچکند، به نحوی که اگر تمام سیارک‌های شناسایی شده را با هم جمع کنیم، جسمی را تشکیل می‌دهند که اندازه آن از قمر زمین کوچکتر است. اکنون دانشمندان بر این باورند که سیارک‌ها ذرات سیاره‌ای یا قطعاتی قدیمی از موادی اند که به هنگام شکل‌گیری منظومه خورشیدی بر جا مانده‌اند و شاید هم به علت قوی بودن نیرو گرانشی مشتری، هیچ گاه فرصت گرد آمدن و تشکیل سیاره را نداشتند.

بر طبق این نظریه جرم سیارک‌ها به قدری نیست که بتوانند در برابر جرم عظیم مشتری دوام بیاورند و نیروی گرانش سیاره مشتری مانع به هم چسبیدن سیارک‌ها می‌شود. سیارک‌ها اجرامی هستند از جنس آهن و سنگ که در مدارهایی خاص به دور خوشید درحال چرخش هستند. نواحی مشخصی وجود دارند که در آن‌ها تعداد سیارک‌ها بیشتر است مانند کمربند سیارکی و کمربند کویپر. نوع خاصی از سیارک‌ها به‌نام سیارک‌های تروایی در نقاط لاگرانژی گرفتار جاذبه‌ی سیاره‌ی مادرشان می‌شوند. نقاط لاگرانژی در تمام سامانه‌های دوجرمی مثل زمین-ماه یا سیاره-خورشید تعریف می‌شوند. این نقاط نقاطی هستند که در آن‌ها اثرات گرانشی دو جرم تعدیل و خنثی می‌شود و اگر جرم سومی در یکی از این نقاط قرار گیرد نیروی گرانشی خالصی احساس نمی‌کند.

احتمال ناچیز برخورد سیارک‌ها با زمین

خروج از مرکز بسیاری از سیارک‌های کمربند اصلی سیارکی بین ۰.۵ تا ۰.۳ است و این نشان می‌دهد که مدار آن‌ها بین مدار دو سیاره مریخ و مشتری محبوس است. اما تعداد اندکی از سیارک‌ها دارای خروج از مرکزی بیشتر از ۰.۴ هستند و این بیانگر این است که مدار آن‌ها می‌تواند به زمین هم برسد و این نشان دهنده احتمال حتی ناچیز برخورد آن‌ها با سیاره زمین است. احتمال بر این است که گرانش دو سیاره مریخ و مشتری به مرور زمان توانسته آن‌ها را به حرکت در این مدارهای کشیده مجبور کرده باشد. مدار این سیارک‌ها در دو نقطه مدار گردش زمین بدور خورشید را قطع می‌کند. خطر زمانی بوجود می‌آید که هر دو جرم زمین و سیارک مورد نظر به‌طور هم زمان به آن نقاط نزدیک شوند. در این صورت گرانش زمین می‌تواند آن جرم را از مدار خود منحرف کرده و بسوی خود بکشد نتیجه چنین جذبی برای زمین و زمینیان می‌تواند بسیار خطر آفرین باشد.

گفتنی است از آن‌جایی که جرم این سیارک‌ها کم است از لحاظ پایداری مداری بسیار ناپایدار بوده و قدرت گرانش اجرام بزرگ منظومه مانند مشتری، مریخ، خورشید و اجرام دیگر به راحتی می‌تواند مدار آن‌ها را تغییر دهد. بنابراین پیش‌بینی مدار این اجرام و در نتیجه محاسبه احتمال برخورد آن‌ها با زمین بسیار دشوار است. دوربین‌ها و تلسکوپ‌های زیادی طراحی شده و در حال کار هستند که هدفشان تنها یافتن این اجرام است. قطر بیشتر سیارک‌های خطر آفرین کمتر از یک کیلومتر برآورد شده است. برخورد چنین جرمی می‌تواند موجب تخریب در زمینی دایروی با قطر ۱۰۰ کیلومتر شود. قدرت انفجار نیز در حدود یک میلیون مگاتن بمب اتمی تخمین زده شده است این توان ۱۰۰ برابر بیشتر از توان کل بمب‌های اتمی کشورهای جهان است. بعد از عبور شک انفجار که خود نابود کننده است در صورت افتادن سیارک در دریا می‌تواند موجب رخ دادن امواج سونامی هم بشود. عقیده بر این است که برخورد یک سیارک در ۶۵ میلیون سال پیش موجب نابودی موجودات زنده به ویژه دایناسورها شده است.

سیارک ایکاروس در سال ۱۹۶۸ از فاصله ۶ میلیون کیلومتری زمین، یک سیارک در سال ۱۹۹۱ از فاصله ۱۷۰۰۰۰ کیلومتری و در سال ۱۹۹۴ سیارکی از فاصله ۱۰۵۰۰۰ کیلومتری عبور کرده است. بین سال‌های ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۴ میلای حدود ۸۵۰ سیارک از فاصله ۱۵ میلیون کیلومتری زمین عبور کرده و عقیده بر این است که بین سال‌های ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۴ در حدود ۱۰۰۰ سیارک از همین فاصله از کنار زمین عبور کردند. گفته شده هر یک میلیون سال سه سیارک بزرگ با زمین برخورد می‌کند که البته از میان آن‌ها به‌ علت بزرگی سطح دریاها ۲ عدد در آب می‌افتند. این اجرام به سه دسته متفاوت تقسیم می‌شوند. سیارک‌های آمور، سیارک‌های آپولو و سیارک‌های آتن. تا انتهای سال ۲۰۰۴ میلادی در حدود ۲۶۰۰ مورد از چنین سیارک‌هایی شناسایی شدند.

منبع: ایسنا

bigbangpage.com

www.parssky.com

hupaa.com/forum