نوروز 96

کمربند سیارکی، دنیایی هیجان‌انگیز در دل منظومه شمسی

کمربند سیارکی یعنی ناحیه ای کمربند شکل از سنگ و سیارک که به دور خورشید می‌گردند. باید بگوییم این تصویر چندان هم اشتباه نیست



«ببخشید درست متوجه شدم! شما در منظومه خود کمربند سیارکی دارید؟»

تصور کنید موجودی فضایی از کهکشان‌های دوردست به طریقی با شما ارتباط برقرار کند و این سوال را بپرسد. چه پاسخی خواهید داشت؟ شاید ساده‌ترین پاسخی که به ذهنتان برسد ؛ این باشد که کمربند سیارکی یعنی ناحیه ای کمربند شکل از سنگ و سیارک که به دور خورشید می‌گردند. باید بگوییم این تصویر چندان هم اشتباه نیست اما برای این که بتوانید کامل‌تر به سوالات یک موجود فضایی پاسخ دهید ؛ بهتر است تا آخر مطلب همراه ما باشید:

اصلا سیارک چیست که کمربندش باشد؟

میلیاردها سنگ فضایی به نام سیارک، در نواحی داخلی منظومه شمسی به دور خورشید می گردند. سیارک ها، سیارات بسیار کوچکی از جنس سنگ و فلز هستند که به آن‌ها خرده سیاره می‌گویند؛ زیرا مانند سیاره‌ها مدار خاص خود را گرد خورشید طی می‌کنند و همزمان دور خود نیز می‌چرخند. این سیارک‌های نامنتظم اندازه شکل و رنگ گوناگونی دارند و از نظر ساختاری به سه دسته سنگی، فلزی و سنگی- فلزی تقسیم می‌شوند. در بعضی از آنها آهن زیادی وجود دارد، در حالی که برخی دیگر بیشتر سنگی و کربنی هستند. بیشتر سیارک‌ها کوچک هستند و قطری حدود چند متر دارند اما قطر حدود یک میلیارد خرده سیاره بیش از یک کیلومتر است.

خانه سیارک‌ها کجاست؟

بین مدار مریخ و مشتری، و در ناحیه‌ای به نام کمربند اصلی سیارک‌ها است که بیش از 90 درصد سیارک‌های داخل منظومه شمسی حضور دارند. این کمربند در فاصله 254 میلیون تا 598 میلیون کیلومتری خورشید گسترده شده است. در حدود نیمی از جرم کمربند سیارک‌ها را چهار سیارک بزرگ تشکیل می‌دهند که سرس، پالاس، هایجیا و وستا نام دارند.

آیا فضاپیما می‌تواند از میان کمربند سیارکی سالم عبور کند؟

تعداد اجرام بسیار زیادی در کمربند سیارکی وجود دارند اما فاصله بین اجرام به گونه‌ای ست که یک فضاپیما می‌تواند بدون هیچ برخوردی از کمربند سیارکی عبور کند. به خاطر وسعت و گستردگی فضا، فاصله بین این اجرام حدود 965 کیلومتر است! با توجه به چگالی کم مواد داخل کمربند، احتمال برخورد یک کاوشگر با یک سیارک کمتر از یک در میلیارد تخمین زده شده است.

اولین سیارک چگونه کشف شد؟

بر اساس قانونی که فاصله بین سیارات را پیش بینی می‌کرد ؛ به نظر می‌رسید ؛ فاصله قابل توجهی بین مدار‌های مریخ و مشتری وجود دارد و تحقیقات بیشتر در این زمینه منجر به یک کشف بزرگ شد.

در اولین روز ژانویه سال ۱۸۰۱ میلادی، پیاتزی شی کوچکی را درمداری, با شعاعی دقیقا مطابق با پیش بینی قانون تیتیوس , رصد کرد که سرس نامگذاری شد. قطر سیارک سرس در حدود ۹۵۰ کیلومتر است. جرم سرس برابر با ۴ درصد جرم ماه است و به همین علت تنها سیارکی است که به تعادل هیدرواستاتیکی رسیده و شکل هندسی آن کروی است.

درخشان‌ترین و معروف‌ترین سیارک‌ها کدامند؟

«پالاس»، اولین سیارک کشف شده بعد از سرس است . پالاس تاکنون از جلوی چند ستاره عبور کرده است وبه کمک همین گذرها واندازه گیری زمان محو و پدیدار شدن دوباره ستاره‌ها قطر آن با دقت خوبی اندازه گیری شده است. این سیارک بعد از این که سرس در رده‌ی سیارات کوتوله قرار گرفت به عنوان بزرگ‌ترین سیارک منظومه شمسی شناخته شد. پالاس حدود ۷ درصد از جرم کل کمربند سیارکی و حدود 3 درصد جرم ماه را دارد.

«هایجیا» دهمین سیارک کشف شده است که قدری حدود 43/5 دارد. این سیارک نام " دختر خدای پزشکی" را بر خود دارد که نماد پاکیزگی و بهداشت است. هایجیا حدود ۳ درصد از جرم کل کمربند سیارکی را در بر می‌گیرد.

«وستا» سومین سیارک بزرگ و درخشان‌ترین سیارک در آسمان زمین است. وستا در سال ۱۸۰۷ کشف شد و قطری حدود 530 کیلومتر دارد.

«جونو» نیز سومین سیارک کشف شده است که قدری حدود 33/5 دارد.

نزدیک‌ترین سیارک به زمین را می‌شناسید؟

نزدیک‌ترین سیارک به زمین، " توتاتیس " نام دارد و دارای حدود۸ / ۴ کیلومتر طول و۴ / ۲ کیلومتر عرض است. این سنگ آسمانی تقریبا هر چهار سال یکبار به دور ستاره خورشید می چرخد و مدار آن از درون مدار زمین به دور خورشید آغاز شده و به خارج از مدار مریخ، ختم می‌شود. از آنجا که هم زمین و هم «توتاتیس» به طور دائم در حرکتند، فاصله میان آنها نیز بسیار متغیر است. به طور معمول این سنگ آسمانی را میتوان در مناطق دور از نور شهرها، با کمک دوربین دو چشمی ساده نیز رصد کرد.

قدم‌هایی که بشر برای شناخت سیارک‌ها برداشته است :

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 مشتری، در سال ۱۹۹۳ از کنار سیارک ایدا نیز گذشت و تصاویری از آن به زمین مخابره کرد.

در سال ۲۰۰۱، فضاپیمای نییِر (NEAR) پس از یک سال گردش به‌‌‌ دور سیارک اِروس روی آن فرود آمد. فضاپیماهای دیگری نیز با عبور از کنار سیارک ها و تصویر برداری از این اجرام نشان دادند که این اجرام نامنظم و پر از دهانه هستند.

در یکی از مهم ترین تلاش ها 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 نمونه هایی از این جرم آسمانی را در سال ۲۰۱۰ پس از ۷ سال ماموریت فضایی به زمین بیاورند.

آژانس فضایی ژاپن در تلاشی جدید در اواخر سال ۲۰۱۴ فضاپیمای تحقیقاتی هایابوسا-۲ (Hayabusa2) را برای آنالیز یک سیارک دیگر به فضا پرتاب 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 ۱۹۹۹JU3 خواهند نشست، سپس این فضاپیما با جمع‌آوری نمونه تا سال ۲۰۲۰ به زمین باز می گردد.

چرا خرده‌ سیاره‌ها برای ما مهم هستند؟

دانشمندان معتقدند سیارک ها حاوی کربن، آمینو‌اسید و مواد معدنی هستند، 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، به همین منظور برای شناخت آنها به کاوش می پردازند.

همچنین با کشف یخ آب بر سطح سیارک تمیس-۲۴، ایده‌هایی به منظور برداشت آب از سیارک‌ها جهت تولید آب مصرفی فضانوردان و تأمین اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز آب برای مصرف تنفسی و یا سوخت فضاپیماهای آینده مطرح شد.

شاید اگر همه چیز خوب پیش رود، روزی انسان بتواند از کمربند سیارکی منابعی چون فلزات گرانبها، مواد معدنی، آب و اکسیژن و مواد فرار را استخراج کند. شاید هم روزی ایده دانشمندان برای به دام انداختن سیارک‌ها عملی شود. به امید روزی که دانشمندان و دوستداران فضا بتوانند از سیارک‌ها بازدید کرده و آن‌ها را آنالیز کنند.

نکاتی جالب در مورد کمربند سیارکی

* کمربند سیارکی شامل صدها هزار سیارک شناخته شده است، در حالی که میلیون ها و شاید میلیاردها سیارک باشند که هنوز ناشناخته هستند .

* در حالی که بیشتر سیارک‌ها اندازه‌هایی به کوچکی سنگریزه و یا حتی ذرات گرد و غبار دارند اما تاکنون بیش از 200 سیارک با طولی بیش از 100 کیلومتر شناخته شده‌ است. بین 7/0 تا 7/1 میلیون سیارک نیز وجود دارد که قطری حدود یک کیلومتر دارند.

* سیارک «سرس» که مساحت آن به اندازه‌ی مساحت کشور آرژانتین یا هند است، تنها سیاره کوتوله کمربند سیارکی است.

* فقط سیارک‌هایی که قطرشان بیش از 300 کیلومتر است کروی هستند و بقیه شکلی نامتقارن دارند.

* اساس نامگذاری یک سیارک‌ بر اساس پیشنهادات کاشف است و البته برای شناسایی دقیق شماره‌ گذاری هم می‌شوند. بسیاری از سیارک‌ها را کاشفان به نامهای زنان، دوستان و حتی سگها و گربه‌های خود نامیدند.

* تاثیرات گرانشی می‌تواند سیارک‌ها را از کمربند جابه جا و حتی به خارج از منظومه شمسی هدایت کند . گاهی قطعاتی از این سیارک ها در اثر گرانش خورشید، از کمربند سیارکی به سمت سیاره های داخلی منظومه شمسی فرو می افتند. این اجرام را روی زمین، « شهاب سنگ » می نامیم.

* هنگامی که کمربند سیارکی تشکیل شد ؛ اجرام با پیوستن به هم اصطلاحا سیاره‌های ابتدایی را شکل دادند. با این وجود، گرانش ناشی از شکل گیری مشتری باعث شد تا برخورد این اجرام کوچک آسمانی بسیار شدید باشد و به جای ترکیب شدن و آمیختن، شکسته و منهدم شوند!

* کمربند سیارکی اغلب به کمربند اصلی معروف است. این نام است که ان را از سایر سیارک‌هایی مثل قنطورس و لاگرانژین متمایز می‌کند.

* کمربند سیارک‌ها چند شکاف دارد که به شکاف‌های کرک وود مشهورند و به خاطر اثر گرانش مشتری، سیارک ندارند.

* دو گروه سیارک، معروف به گروه تروا و یونان، در مدار مشتری قرار دارند که یک گروه پیش از مشتری و گروه دیگر پس از سیاره در حرکت‌اند. آن‌ها در نقاط تعادل گرانشی یا نقاط لاگرانژی مشتری گرفتار شده‌اند.

* تخمین زده می‌شود ؛ بیش از ۳۰ میلیون قطعه سیارک بزرگ‌تر از ۱۰۰ متر و میلیون‌ها سیارک کوچک‌تر از ۱۰۰ متر در فضای منظومه شمسی سرگردان باشند اما جالب اینجاست که اگر همه ی این سیارک‌ها را کنار هم جمع کنید، فقط ۱ درصد زمین سنگینی خواهند داشت.

* سیارک‌هایی که این روزها اخترشناسان کشف می‌کنند، آنقدر کم فروغ هستند که با تلسکوپ دیده نمی‌شوند؛ بلکه از درون عکس‌ها یا به کمک آشکارسازهای الکترونیک کشف می‌شوند.

کمربند سیارکی، دنیایی هیجان‌انگیز در دل منظومه شمسی


منبع :