تک تایمز : رویدادهای برخوردی دوتایی؛ چگونه دو سیارک هم‌زمان به جرمی دیگر اصابت می‌کنند؟

به گزارش سرویس تازه های دنیای فناوری مجله تک تایمز ،

در اثر برخورد سیارکی به سیاره‌ای مانند زمین، ممکن است انفجاری بسیار قدرتمند رخ دهد. آسیب‌های ناشی از این برخورد ممکن است تأثیر شدیدی بر وضعیت سیاره‌ها بگذارد. این حقیقتی است که دایناسورهای زمین ۶۶ میلیون سال پیش با تمام وجود تجربه کردند؛ اما در برخی مواقع، ممکن است دو سیارک به‌طور هم‌زمان و تقریباً در یک نقطه به سطح سیاره برخورد کنند. علم فیزیک درباره‌ی این پدیده چه می‌گوید؟

اکنون دانشمندان برای اولین‌بار این پدیده را در مریخ مطالعه‌ و گزارش یافته‌های خود را در ژورنال ایکاروس منتشر کرده‌اند. محققان با مطالعه‌ی سطح مریخ دریافتند که بسیاری از دهانه‌های برخوردی این سیاره ناشی از برخورد سیستمی دوتایی بوده است. در سیستم‌های دوتایی، سیارکی به‌دور سیارک دیگر گردش می‌کند (دقیقاً مانند گردش ماه به دور زمین)، تا اینکه هر دو سیارک به‌طور هم‌زمان وارد اتمسفر یک سیاره شوند و در آن سقوط می‌کنند.

دیمیتری واویلوف از دانشگاه کروت دازیور در فرانسه و سرپرست این مطالعه می‌گوید پیداکردن این دهانه‌ها در سطح مریخ کار دشواری است؛ اما یافته‌های مطالعه حاکی از این است که قطعاً در سطح مریخ شواهدی از برخورد سیارک‌های دوتایی وجود دارند.

اولین سیستم سیارکی‌ دوتایی را یکی از فضاپیما‌های ناسا به‌ نام گالیله کشف کرد. این فضاپیما در سال ۱۹۹۳ و در راه سفر خود به‌سوی سیاره‌ی مشتری موفق شد از سیارکی به‌ نام آیدا تصویربرداری کند. بااین‌حال، دانشمندان این مأموریت با دقت در تصاویر دریافتی در کمال شگفتی متوجه‌ شدند که سیارک دیگری در همان نزدیکی در حال گردش است. هریسون آگروسا، ستاره‌شناس دانشگاه مریلند، درباره‌ی این کشف تاریخی می‌گوید: «آن‌ها به‌شدت گیج شده بودند. حتی برخی معتقد بودند که دوربین گالیله شاید دچار مشکل شده باشد.»

بااین‌حال، دوربین گالیله به‌درستی کار می‌کرد. در‌واقع کشف سیارک آیدا نخستین نمونه از کشف سیستم سیارکی دوتایی بود؛ پدیده‌ای که در آن سیارکی ممکن است در مدار خود به‌دور سیارکی دیگر گردش کند. کشف‌های بعدی نشان داد که حتی تعداد سیارک‌های این‌چنینی ممکن است بیشتر هم باشد. بعدها نام داکتیل را روی سیارک همراه آیدا گذاشتند. این سیارک بی‌نهایت کوچک است؛ اما مدرکی برای اثبات وجود سیارک های دوتایی به‌شمار می‌رود. آگروسا می‌گوید: «کشف آیدا و داکتیل شوک بزرگی به جامعه‌ی علمی وارد کرد.»

دانشمندان با مطالعه‌ی میلیون‌ها سیارک منظومه‌ی شمسی تخمین می‌زنند که از هر شش سیارک، یکی از آن‌ها سیارک همراه یا قمر دارد و در‌واقع ۱۶ درصد سیارک‌های منظومه‌ی شمسی از نوع سیستم دوتایی هستند. سیارک‌های دوگانه‌ی منظومه‌ی شمسی بیشتر در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری قرار دارند. از سیستم‌های دوتایی مشهور منظومه‌ی شمسی می‌توان به سیارک دیدیموس و قمر آن دیمورفوس اشاره کرد. این سیستم دوتایی یکی از اهداف زیرنظر سامانه‌ی دفاع سیارکی متعلق به ناسا و آژانس فضایی اورپا محسوب می‌شود.

مقاله‌ی مرتبط:

سیارک‌ها معمولاً به سیاره‌ها یا قمرهای آن‌ها برخورد می‌کنند؛ بنابراین انتظار می‌رود که سیارک‌های دوتایی نیز سابقه‌ی برخورد با سیاره‌های منظومه‌ی شمسی را داشته باشند. بااین‌حال، پیدا‌کردن دهانه‌ی برخوردی سیستم دوتایی در مکان‌هایی مانند ماه در بین انبوه دهانه‌های برخوردی دیگر کار مشکی است.

کشف این دهانه‌ها در زمین مشکل‌تر است؛ چراکه فرایندهای زمین‌شناسی نشانه‌های وجود هرگونه‌ی دهانه‌ی برخوردی را به‌سرعت پاک می‌کنند؛ اما آیا هیچ دهانه‌ی برخوردی ناشی از سیارک‌های دوتایی در زمین کشف شده است؟ بهترین کاندید برای دهانه‌ی سیارک‌های دوتایی در زمین در کشور سوئد قرار دارد. نام این دهانه لوکنه است و در نزدیکی آن دهانه‌ی دیگر به‌ نام مالینگن قرار دارد. ینس اورمه از مرکز اخترزیست‌شناسی اسپانیا در‌این‌‌باره می‌گوید:

با تاریخ‌گذاری دقیق این ساختارها نشان دادیم که این دو دهانه دقیقاً به‌طور هم‌زمان در ۴۵۰ میلیون سال پیش به‌وجود آمده‌اند.

گفتنی است ینس اورمه مسئولیت رهبری مطالعه‌ی این دهانه‌ها را در سال ۲۰۱۴ برعهده داشته است. یکی دیگر از گزینه‌های معروف برای معرفی به‌عنوان اولین دهانه‌‌ی دوتایی زمین در منطقه‌ای در مرز بین روسیه و اوکراین قرار دارد. این دهانه‌ها مانسک و گوسف نام دارند؛ اما با‌‌‌توجه‌‌‌به شرایط فعلی، امکان مطالعه‌ی این دهانه‌ها‌ی برخوردی در این منطقه وجود ندارد.

دهانه‌های برخوردی در سیاره‌ی مریخ ممکن است تا میلیاردها سال بدون تغییر باقی بمانند؛ به‌همین‌دلیل، واویلوف و همکارانش با هدف کشف دهانه‌های ناشی از برخورد سیارک‌های دوتایی با استفاده از تصاویر باکیفیت به‌دست‌آمده‌ی مدارگردهای مریخی، بیش از ۳۲ هزار دهانه‌ی برخوردی با قطر بیش از ۴ کیلومتر را بررسی کردند.

سیارک دوتایی

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که ۱۵۰ جفت دهانه در سطح مریخ احتمالاً براثر برخورد سیستم‌های دوتایی به‌وجود آمده‌اند. این برآورد حاصل مطالعه‌ی شباهت بین شکل دهانه‌هایی است که از برخورد ناشی از سیارک‌های دوتایی انتظار می‌رود. تمرکز دانشمندان بیش از همه‌چیز بر دهانه‌های معطوف شده بود که فاصله‌ی کم یا هیچ‌ فاصله‌ای بین آن وجود ندارد.

این نوع دهانه‌ها باتوجه‌‌‌به شکلشان نام‌های جالبی دارند؛ از‌جمله دهانه‌ی قطره‌ی اشکی که نوعی دهانه‌ی برخوردی ناشی از هم‌پوشانی محل برخورد دو سیارک است. همچنین، اگر لبه‌های دو دهانه به‌ یکدیگر چسبیده باشند، به آن‌ها دهانه‌های بادام‌زمینی می‌گویند؛ اما اگر از هم فاصله داشته باشند، به آن‌ها دهانه‌های دوتایی می‌گویند.

کاتارینا میلیکوویچ از دانشگاه کورتین در استرالیا پیش‌از‌این در سال ۲۰۱۳ مدل‌سازی اولیه‌ای از شکل‌های مورد‌انتظار دهانه‌های دوتایی انجام داده بود. میلیکوویچ درباره‌ی این موضوع می‌گوید: «نمی‌دانستیم چه تعداد از این نوع دهانه‌ها در سطح مریخ وجود دارد. گروهی باید تحقیق جامعی برای پیدا‌کردن آن‌ها انجام می‌داد. فکر می‌کنم این، تحقیقی عالی است.»

درنتیجه‌ی برخورد هم‌زمان دو سیارک به سطح یک سیاره، ممکن است اتفاقات فیزیکی جالبی رخ دهد. الیوت سفتون‌نش، یکی از دانشمندان پروژه‌ی اگزومارس، می‌گوید موج‌های ضربه‌ی ناشی از دو برخورد هم‌زمان یا با فاصله‌ی زمانی کم ممکن است با یکدیگر تلاقی کند و باعث ایجاد لبه‌های برآمده در جایی بین دو دهانه‌ی برخوردی یا دیگر مناطق پرفشار شوند. او ادامه می‌دهد:

مانند این است که در بزرگراه برخلاف مسیر حرکت کنید. همچنین، ممکن است در اثر دو انفجار هم‌زمان شاهد شکل‌گیری مواد معدنی باشیم که تنها در فشارهای زیاد ایجاد می‌شوند.

گفتنی است برنامه‌ی به‌تأخیر‌افتاده‌ی اگزومارس مأموریت اخترزیست‌شناسی متعلق به آژانس فشایی اروپا و هدف از آن مطالعه‌ی وضعیت زیستی سیاره‌ی مریخ است. به‌طور‌کلی، تعداد دهانه‌های دوتایی کشف‌شده در سطح مریخ، تنها ۰/۵ درصد از کل دهانه‌‌های برخوردی با قطر بزرگ‌تر از ۴ کیلومتر را تشکیل می‌دهد؛ رقمی که بسیار کمتر از برآوردهای انجام‌شده درباره‌ی تعداد کل سیارک‌های دوتایی موجود در منظومه‌ی شمسی است.

شاید دلیل این موضوع فرسایش طبیعی و از‌بین‌رفتن برخی از آثار برخوردهای دوتایی باشد یا شاید بسیاری از دهانه‌های دوتایی قطری کمتر از ۴ کیلومتر داشته باشد. آنتونی لاگین از دانشگاه کورتین و یکی از نویسندگان گزارش این مطالعه می‌گوید:

بیش از صد‌میلیون دهانه‌ی برخوردی با قطر بیش از صد متر در مریخ وجود دارد. اگر بخواهید مطالعه‌ی دهانه‌های کوچک‌تر را شروع کنید، باید زمان بسیار زیادی برای انجام این کار صرف کنید.

بسیاری از دهانه‌های برخوردی دوتایی کشف‌شده در مریخ اندازه‌ی مشابهی دارند که با نظریه‌ی فعلی درباره‌ی تشکیل سیارک‌های دوتایی تناقض دارد. به‌باور دانشمندان، دلیل تشکیل سیارک‌های دوتایی تابش نور خورشید به سیارکی بزرگ است که باعث جدا‌شدن برخی از مواد تشکیل‌دهنده‌ی سیارک از سطح آن‌ می‌شود. با گذشت زمان و ادامه‌ی گردش سیارک و جداشدن مواد از سطح آن، پس از میلیون‌ها سال این مواد ممکن است به‌ یکدیگر بپیوندند و سیارک کوچک دیگری تشکیل دهند که به‌دور سیارک بزرگ‌تر گردش می‌کند.

رصد روند تشکیل سیارک‌های دوتایی فعلی درستی این نظریه را تقویت می‌کند؛ اما برخورد سیارک و ماهواره‌ی کوچک‌تر آن به سطح مریخ قاعدتاً باید به تشکیل دهانه‌ی برخوردی بزرگ در‌کنار دهانه‌ای کوچک‌تر منجر شود، موضوعی که یافته‌های دانشمندان با آن هم‌خوانی ندارد. آگروسا با‌‌‌توجه‌‌‌به انداز‌ه‌های مشابه دهانه‌هایی برخوردی دوتایی می‌گوید احتمال تشکیل سیارک‌های هم‌اندازه ازطریق این فرایند بسیار اندک است و شاید سیارک‌های منظومه‌ی شمسی به‌شکل دیگری تشکیل می‌یابند. او ادامه می‌دهد:‌

شاید این یافته‌ها به مکانیزم دیگری اشاره می‌کند که هنوز از وجود آن مطلع نیستیم. به‌دلایلی تاکنون موفق نشده‌ایم این مکانیزم را مشاهده کنیم.

قدم بعدی می‌تواند تاریخ‌گذاری برخی از این دهانه‌های برخوردی در مریخ باشد. با سن‌یابی دهانه‌ها می‌توان روند تکامل سیستم‌های سیارکی دوتایی را مطالعه کرد. این کاری است که در‌حال‌حاضر انجامش ازطریق مشاهدات تلسکوپی امکان‌پذیر نیست. گوآنژی یه اخترشناس دانشگاه مریلند در‌این‌باره می‌گوید:

در‌حال‌حاضر، تصویری استاتیک و غیرپویا از منظومه‌ی شمسی داریم. این تحقیق می‌تواند به ما در فهم روند تکامل سیارک‌های دوتایی کمک کند.

ناگفته نماند دانشمندان گزینه‌های دیگری به‌جز مریخ را برای مطالعه‌ی دهانه‌های دوتایی منظومه‌ی شمسی دراختیار دارند. عطارد و سیاره‌ی کوتوله‌ی سرس دو نمونه از این گزینه‌ها هستند. سرس در وسط کمربند سیارکی قرار دارد. دانستن این‌ موضوع جالب خواهد بود که در‌مقایسه‌با مریخ چه تعداد سیارک‌های دوتایی به سرس برخورد کرده‌اند.

آیا در آینده باید منتظر برخورد سیارک‌ها‌ دوتایی به زمین باشیم؟ این موضوع نباید باعث نگرانی باشد؛ چراکه درحال‌حاضر، هیچ تک‌سیارک یا سیارک‌های دوتایی در مسیر برخورد با زمین قرار ندارد. بااین‌حال، اگر روزی احتمال برخورد سیستم سیارکی دوگانه با زمین وجود داشته باشد، در آن‌صورت بشر با معضلی غیرعادی مواجه خواهد شد. اورمه معتقد است:

مطمئن نیستم در این‌ شرایط چه کاری می‌توانیم انجام دهیم. شاید بهتر باشد سیارک بزرگ‌تر را از مسیر خود منحرف کنیم و امیدوار باشیم که سیارک کوچک‌تر به‌دنبال آن از مسیر خارج شود.

با نگاه به دهانه‌های باشکوه مریخ می‌توان دریافت که اگر خود را برای این سناریو آماده نکنیم، چه اتفاقی ممکن است بیفتد!

بمنظور اطلاع از دیگر خبرها به صفحه اخبار فناوری مراجعه کنید.

درباره ی امیر

مطلب پیشنهادی

تک تایمز : سایپا شاهین اتوماتیک در راه بازار + تصاویر

به گزارش سرویس تازه های دنیای فناوری مجله تک تایمز ، به‌تازگی نسخه ارزان‌قیمت شاهین …