آیا یک قطعه سرگردان از ماه تبدیل به یک شبه ماهواره زمینی شده است؟

یک شبه ماهواره زمین، به نام Kamoʻoalewa، ممکن است در واقع تکه‌ای از ماه ما باشد.

تصویر هنری از کاموئوالوا و ضربه برخوردی به سطح ماه را نشان می‌دهد – یکی از فرضیه‌هایی که برای توضیح منشاء این سیارک ارائه شده است.

خوان آ. سانچز / PSI

ماه بیلیونها سال است که به دور زمین می‌چرخد. اما در این قرن، ستاره‌شناسان پنج سیارک کوچک را کشف کرده‌اند که در واقع “شبه ماهواره” هستند که با سیاره ما به دور خورشید حرکت می‌کنند. اکنون اولین مشاهدات دقیق یک شبه ماهواره نشان می‌دهد که این سیارک (و شاید سایرین) ممکن است تکه‌هایی از ماه باشند.

گرانش زمین بر مدار شبه ماهواره‌ها تأثیر می‌گذارد و آنها در یک سال مانند سیاره ما دور خورشید می‌چرخند.

نزدیک‌ترین و کوچک‌ترین شبه‌ماهواره، 469219 Kamo’oalewa (2016 HO3) است که در سال 2016 کشف شد. اکنون مشاهدات پنج ساله گزارش شده در Nature Communications Earth & Environment نشان می‌دهد که این شی 50 متری رنگی دارد که به طرز شگفت‌انگیزی شبیه رنگ نمونه‌هایی است که فضانوردان آپولو نیم قرن پیش از ارتفاعات ماه جمع‌آوری کرده بودند. خوان سانچز (موسسه علوم سیاره‌ای) می‌گوید در مقایسه، تعداد کمی از سیارکها از منظومه زمین-ماه آمده‌اند.

چیزی که یک شبه ماهواره را به یک جسم عجیب در دنیای سیارک‌ها تبدیل می کند، تشدید گرانشی است که دوره مداری آن را با زمین یا سیاره دیگری قفل می‌کند. مدار شبه ماهواره بسیار ساده‌تر از مدار سیاره است، بنابراین شبه ماهواره بیشتر زمان خود را در داخل و خارج از مدار سیاره می‌گذراند.

این نمودار یک مدار شبه ماهواره را نسبت به زمین نشان می‌دهد.

ویکی‌مدیا کامانز

شبه ماهواره در خارج از سیاره به طور متناوب از سیاره عقب می‌افتد و زمانی که در داخل است به سمت جلو حرکت می‌کند. این حرکت، شبه ماهواره را به دور سیاره می‌برد، اما خارج از هیل کره، منطقه‌ای که گرانش سیاره، ماهواره‌های “واقعی” را در مدار نگه می‌دارد.

دینامیک مدار شبه ماهواره مشابه مدار نعل اسبی است که در آن جسمی به شکل U را از منظر سیاره ترسیم می‌کند و از نزدیک نقطه L4 لاگرانژ به نقاط L3 و L5 می‌رود و سپس به نقطه L4 برمی‌گردد.

این تصویر یک سیارک متفاوت نزدیک به زمین، (419624) 2010 SO16 را در مداری نعل اسبی نسبت به زمین نشان م‌ دهد. این انیمیشن سال‌های 1600 تا 2500 را پوشش می‌دهد.

Wikimedia Commons; Data: HORIZONS System / JPL / NASA

در واقع، اجسام می‌توانند به راحتی بین مدارهای شبه ماهواره و مدار نعل اسبی جابه‌جا شوند: طبق یک مقاله، کاموئوالوا احتمالاً حدود صد سال پیش از مدار نعل اسبی به مدار شبه ماهواره تغییر مکان داده است و طبق یک مقاله، حدود سه قرن دیگر به عقب برمی‌گردد. اندکی پس از کشف سیارک توسط کارلوس و آر. د لا فوئنته مارکوس (دانشگاه کامپلوتنس مادرید) در ماهنامه انجمن نجوم سلطنتی منتشر شد.

این جابه‌جایی‌ها می‌توانند شمارش تعداد شی در هر حالت را پیچیده کنند. زمین در حال حاضر دارای پنج شبه‌ماهواره و حدود ده‌ها مورد در مدارهای نعل اسبی است. شبه‌ماهواره‌های منفرد برای زهره و نپتون نیز مشاهده شده است. مدل‌ها نشان می‌دهند که شبه‌ماهواره‌ها می‌توانند در اطراف بیرونی‌ترین سیارات، اورانوس و نپتون، باقی بمانند. مشتری می‌تواند شبه ماهواره‌ها را برای نزدیک به 10 میلیون سال و زحل برای حدود 100000 سال حفظ کند.

کاموئوالوا در آوریل گذشته به حدود 0.1 واحد نجومی زمین رسید که به تلسکوپ دوچشمی بزرگ و تلسکوپ اکتشافی لاول اجازه داد تا داده‌های طیفی را در طول موج‌های مرئی و مادون قرمز جمع‌آوری کنند. این داده‌ها اطلاعات مهمی در مورد رنگ جسم به دست می‌دهد.

سانچز توضیح می‌دهد که Kamoʻoalewa نور بیشتری را در طول موج‌های طولانی‌تر 1.5 تا 2.5 میکرون منعکس می‌کند که باعث می‌شود بیشتر شبیه نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در طول ماموریت‌های آپولو باشد و کمتر شبیه سایر سیارک‌ها و نمونه‌های شهاب‌سنگ نزدیک به زمین باشد. او می افزاید که این تفاوت از ترکیب سطح و میزان هوازدگی فضا ناشی می‌شود که در آن میکروشهاب‌سنگ‌ها و ذرات باد خورشیدی مواد سطح را تغییر می‌دهند.

شباهت با نمونه‌های ماه نشان می‌دهد که Kamoʻoalewa ممکن است تکه‌ای از ماه باشد که احتمالاً با برخورد یک سیارک به فضا منفجر شده است. اما رنگ تنها مدرک برای آن سناریو نیست. گریز از مرکز و شیب مداری جسم نیز برای آنچه که نمونه اشیاء گرفته شده است بسیار کوچک است. وقتی کاموئوالوا در نزدیکی منظومه زمین-ماه قرار دارد، تنها با سرعت 10 تا 25 درصد سرعت سیارک‌های معمولی نزدیک به زمین حرکت می‌کند. سرعت آهسته آن نیز از مبدأ ماه پشتیبانی می‌کند.

رویکردهای نزدیک Kamo’oalewa به زمین ممکن است در آینده امکانات منحصر به فردی را ارائه دهد. این شبه ماهواره به اندازه‌ای نزدیک است که اداره ملی فضایی چین آن را هدف ماموریتی پیچیده برای جمع‌آوری و بازگرداندن نمونه‌های یک سیارک قرار داده است. برنامه‌ها برای راه‌اندازی ماموریت در سال 2024 و ورود آن در سال 2025 پیش‌بینی شده است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

HAS A STRAY PIECE OF THE MOON BECOME A QUASI-SATELLITE OF EARTH?

BY: JEFF HECHT NOVEMBER 16, 2021

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/quasi-satellite-moon/