سیارک ها چیست؟

 

سیارکها اشکال و اندازه‌های مختلفی دارند و درباره شکل‌گیری منظومه شمسی اطلاعاتی به ما می‌دهند.

 

میلیونها سیارک در منظومه شمسی وجود دارد. (اعتبار تصویر: Naeblys از طریق Getty Images)

 

سیارکها بقایای سنگی مواد باقیمانده از شکلگیری منظومه شمسی و سیارات آن در حدود 4.6 بیلیون سال پیش هستند.

 

به گفته ناسا، اکثر سیارکها از کمربند اصلی سیارکی واقع بین مریخ و مشتری سرچشمه می‌گیرند.  تعداد سیارک های فعلی ناسا بیش از 1 میلیون است.

 

سیارکها در دایره‌های بسیار مسطح یا “بیضوی” به دور خورشید می‌چرخند که اغلب به طور نامنظم چرخیده و غلت می زنند.

 

بسیاری از سیارکهای بزرگ یک یا چند قمر کوچک همراه دارند. نمونه‌ای از آن، دیدیموس، سیارکی با عرض نیم مایل (780 متر) است که توسط قمر دیمورفوس می‌چرخد که فقط 525 فوت (160 متر) عرض دارد.

 

سیارکها اغلب به عنوان “سیاره‌های کوچک” نیز شناخته می‌شوند و اندازه آنها می‌تواند از بزرگترین نمونه شناخته شده، وستا که قطری در حدود 326 مایل (525 کیلومتر) تا اجرام کمتر از 33 فوت (10 متر) عرض داشته باشد.

 

وستا اخیرا “عنوان بزرگترین سیارک” را از سرس ربوده است که ناسا اکنون آن را به عنوان یک سیاره کوتوله طبقه‌بندی می‌کند. سرس بزرگترین جرم در کمربند اصلی سیارک است در حالی که وستا دومین جرم بزرگ است.

 

سیارک‌ها علاوه بر اندازه‌های مختلف، در اشکال مختلفی از کره‌های نزدیک گرفته تا سیارک‌های بادام‌زمینی‌شکل دولوبی نامنظم مانند ایتوکاوا وجود دارند. بیشتر سطوح سیارکها با دهانه‌های برخوردی ناشی از برخورد با سنگهای فضایی دیگر مواجه هستند.

 

اگرچه اکثر سیارک‌ها در کمربند سیارک‌ها کمین کرده‌اند، ناسا می‌گوید، تأثیر گرانشی عظیم مشتری، بزرگترین سیاره منظومه شمسی، می‌تواند آنها را به جهات تصادفی از جمله از منظومه شمسی داخلی و در نتیجه به سمت زمین حرکت داده و احتمال یک برخورد با زمین داشته باشند. اما نگران نباشید، دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا در حال زیر نظر گرفتن اجرام نزدیک به زمین (NEO) از جمله سیارک‌ها است تا خطر برخورد را ارزیابی کند و به دولت ایالات متحده در برنامه‌ریزی برای واکنش به آن کمک کند.

 

تفاوت بین سیارک، دنباله‌دارو شهاب سنگ چیست؟

با استفاده از تعاریف ناسا، یک سیارک “یک جسم سنگی نسبتا کوچک، غیرفعال و سنگی است که به دور خورشید می‌چرخد”، در حالی که یک دنباله‌دار یک “جسم نسبتا کوچک و گاهی فعال است که یخ‌های آن می‌توانند در نور خورشید تبخیر شوند و (کما) گرد و غبار و گاز و گاهی دمی از غبار و/یا گاز را تشکیل دهند.”

 

علاوه بر این، شهابسنگ «سنگی است که از عبور خود از جو زمین جان سالم به در می‌برد و روی سطح زمین فرود می‌آید» و شهاب‌ به عنوان «پدیده‌ای نوری تعریف می‌شود که هنگام ورود یک شهاب‌سنگ به جو زمین و تبخیر شدن ایجاد می‌شود.

 

سیارکها از چه چیزی ساخته شده‌اند؟

قبل از شکل گیری سیارات منظومه شمسی، خورشید نوزاد توسط قرصی از غبار و گاز احاطه شده بود که به آن دیسک پیش سیاره‌ای می‌گفتند. در حالی که بیشتر این دیسک برای تشکیل سیارات به مصرف رسید، مقداری از مواد باقی مانده بود.

 

فرد جوردان، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه کرتین، می‌گوید: «به عبارت ساده، سیارک‌ها مواد سنگی باقی‌مانده از زمان شکل‌گیری منظومه شمسی هستند. آنها آجرهای اولیه‌ای هستند که سیارات را ساخته‌اند. بنابراین تمام موادی که آن سیارکها را تشکیل داده‌اند حدود 4.55 بیلیون سال قدمت دارند.

 

در شرایط آشفته منظومه شمسی اولیه، این ماده مکرراً با هم برخورد کرد ه و دانه‌های کوچکی که به صورت خوشه‌ای به هم می‌پیوندند تا سنگ‌های کوچکی را تشکیل دهند که برای تشکیل سنگ‌های بزرگ‌تر و در نهایت اجسامی تشکیل می‌شوند. برخوردهای بیشتر این سیارات کوچک را متلاشی کرد و این قطعات و سنگها سیارکهایی را تشکیل دادند که امروز می‌بینیم.

 

جوردان افزود: “همه آنچه 4.5 بیلیون سال پیش رخ داد، اما منظومه شمسی از آن زمان تاکنون مکانی بسیار پویا باقی مانده است.” در طی چند بیلیون سال آینده تا کنون، برخی از سیارک‌ها به یکدیگر برخورد کرده و یکدیگر را نابود کردند، و آوار‌ها دوباره ترکیب شدند و آنچه را تشکیل دادند که ما سیارک‌های قلوه‌سنگی می‌نامیم،.»

 

این بدان معناست که سیارکها همچنین می‌توانند بر اساس میزان جامد بودن آنها متفاوت باشند. برخی از سیارکها یک جسم یکپارچه جامد هستند، در حالی که برخی دیگر مانند بننو اساساً قلوه‌سنگ‌های شناور هستند که از اجسام کوچکتر ساخته شده‌اند که به صورت گرانشی به هم متصل شده‌اند.

 

فضاپیمای داون ناسا این تصویر را در 17 ژوئیه 2011 گرفت. این تصویر از فاصله 9500 مایلی (15000 کیلومتری) از پیش‌سیاره وستا گرفته شده است. هر پیکسل در تصویر تقریباً معادل 0.88 مایل (1.4 کیلومتر) است (اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

 

جوردان توضیح داد: “من می‌توانم بگویم سه نوع سیارک وجود دارد. اولین نوع سیارک کندریتیک یکپارچه است که در حقیقت آجر واقعی منظومه شمسی است.” این سیارکها از زمان شکل‌گیری خود نسبتاً بدون تغییر باقی مانده‌اند. برخی از آنها سرشار از سیلیکات هستند و برخی از آنها غنی‌ از کربن هستند و داستانهای متفاوتی برای گفتن دارند.”

 

نوع دوم سیارکهای متمایز شده‌ای هستند که برای مدتی مانند سیارات کوچکی رفتار می‌کردند که یک هسته فلزی، یک گوشته و یک پوسته آتشفشانی را تشکیل می دادند. جوردان گفت که این سیارکها اگر از پهلو بریده شوند مانند تخم مرغ به نظر می‌رسند که بهترین نمونه آن وستا است که او آن را “سیارک مورد علاقه خود” می‌نامد.

 

جوردان ادامه داد: «آخرین نوع، سیارک‌های قلوه سنگی هستند که درست زمانی تشکیل می‌شود که سیارک‌ها به یکدیگر برخورد می‌کنند و قطعه‌ای که به بیرون پرتاب می‌شود دوباره جمع می‌شوند.» این سیارکها از تخته سنگ، سنگ، سنگریزه، گرد و غبار و فضای خالی زیادی ساخته شده‌اند که آنها را در برابر هر گونه برخورد بعدی بسیار مقاوم می‌کند. از این نظر، توده‌های آوار کمی شبیه بالشتک‌های فضایی غول پیکر هستند.”

 

 

 

سه دسته ترکیبی وسیع از سیارکها

طبقه‌بندی	ترکیب
کندریت نوع C	خاک رس و سیلیکات
سنگی نوع S	سیلیکات و
فلزی نوعM	نیکل ـ آهن

 

تفاوت‌ در ترکیب سیارک‌ها مربوط به فاصله‌ای از خورشید است که سیارک تشکیل شده است. نزدیکی به خورشید و دمای بالا پس از تشکیل، باعث ذوب شدن سیارک‌ها شده و آهن به مرکز فرو می‌رود و گدازه‌های بازالتی (آتشفشانی) را به سطح می‌آورد.

 

پاسخ سوالات متداول سیارک توسط یک متخصص

پل چوداس مدیر مرکز مطالعات اجسام نزدیک به زمین (CNEOS) آزمایشگاه رانش جت ناسا

ما از پل چوداس، مدیر مرکز مطالعات اجسام نزدیک به زمین (CNEOS) آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، چند سؤال متداول در مورد سیارکها پرسیدیم.

 

هر چند وقت یکبار سیارکها به زمین برخورد می‌کنند

سیارک‌هایی که به اندازه‌ای بزرگ هستند که به زمین آسیب وارد کنند، تقریباً در هر قرن یک بار به زمین برخورد می‌کنند، هرچه به سمت سیارک‌های بزرگ‌تر و بزرگ‌تر می‌روید، برخوردها به طور فزاینده‌ای نادر است. سیارک‌هایی به اندازه میز تقریباً ماهی یک‌بار به زمین برخورد می‌کنند، اما در حین سوختن در جو، فقط گوی‌های آذرین درخشان تولید می‌کنند. با رفتن به سمت سیارکهای بزرگتر و بزرگتر، برخوردها به طور فزاینده‌ای نادر می‌شود.

 

تفاوت بین سیارکها، شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‌دارها چیست؟

سیارکها اجرام کوچک سنگی/غباری هستند که به دور خورشید می‌چرخند. شهاب‌سنگ‌ها تکه‌هایی روی زمین هستند که پس از تجزیه یک سیارک در جو باقی مانده‌اند. بیشتر سیارکها قوی نیستند و هنگامی که در جو متلاشی می‌شوند اغلب بارانی از شهابها را روی زمین تولید می‌کنند.

 

دنباله‌دارها نیز اجرام کوچکی هستند که به دور خورشید می‌چرخند، اما همچنین حاوی یخ‌هایی هستند که وقتی به خورشید نزدیک شده و گرم می‌شوند، اتمسفر گاز و غبار تولید می‌کنند.

 

چگونه بفهمیم که یک سیارک بالقوه خطرناک در حال حرکت به سمت ما است؟

از هنگامی که یک سیارک کشف می‌شود تا زمانی که ممکن است در تلسکوپهای زمینی قابل مشاهده باشد. اندازه‌گیری‌های موقعیت به نرم‌افزار تعیین مداری داده می‌شود که مسیر سیارک را محاسبه کرده و  مسیرآن را آینده نشان می‌دهد. داده‌های ردیابی روزها، هفته‌ها، ماهها یا سالها با دهها، صدها یا حتی هزاران اندازه‌گیری را در بر می‌گیرد.

 

بیشتر مدارهای سیارکی را می‌توان با دقت قابل توجهی پیش‌بینی کرد، با توجه به اینکه بسیاری از این اجرام چقدر دور هستند و احتمال هرگونه برخورد احتمالی را می‌توان سالها یا دهه‌ها قبل پیش‌بینی کرد. CNEOS آزمایشگاه پیشرانه جت، مدارهای با دقت بالا را برای تمام سیارکها محاسبه می‌کند و فهرستی از تمام سیارکها را نگهداری می‌کند که حتی کوچکترین احتمالی برای برخورد با زمین در قرن آینده دارند.

 

تاکنون هیچ سیارکی به اندازه کافی بزرگ وجود ندارد که بتواند آسیبی ایجاد کند که در طول قرن آینده احتمال زیادی برای برخورد با زمین داشته باشد.

 

اجسام نزدیک به زمین و سیارکهای بالقوه خطرناک چه هستند؟

سیارکها نیز بر اساس اندازه و مکانشان نسبت به زمین طبقه‌بندی می‌شوند. با توجه به مرکز مطالعات اجسام نزدیک به زمین (CNEOS اندازه سیارکها را با استفاده از روشنایی یا “قدر مطلق” آنها و میزان بازتاب نور خورشید به فضا را تخمین می‌زنند.

 

چوداس گفت: “NEO یک جسم نزدیک به زمین است یک سیارک یا دنباله‌دار است که مدار آن آن را به منطقه زمین در منظومه شمسی می‌آورد.” “بیشتر سیارکها در مدارهای نسبتا دایره‌ای هستند که در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری می‌مانند. NEOها در مدارهایی هستند که آنها را به خورشید و در مجاورت کلی زمین نزدیک میکند.”

 

سیارکها نیز بر اساس اندازه و مکانشان نسبت به زمین طبقه بندی می‌شوند. (اعتبار تصویر: ناسا)

 

ناسا یک NEO را از نظر مدارهایشان، به فاصله‌ای کمتر از 1.3 واحد نجومی از زمین تعریف می‌کند، جایی که 1 AU فاصله بین زمین و خورشید است. اکثر NEO ها “سیارکهای نزدیک به زمین” (NEA) هستند و به سه زیر دسته تقسیم می شوند:

 

آتن، NEAهایی هستند که از مدار زمین با مداری می‌گذرند که دارای یک محور نیمه اصلی کوچکتر از مدار سیاره ما است. آنها نام خود را از 2062 Aten گرفته اند. آپولوها نیز از مدار زمین عبور می‌کنند، اما دارای یک محور نیمه اصلی بزرگتر از محور سیاره ما هستند و نام خود را از آپولو 1862 گرفته‌اند. گروه آخر، آرمور‌ها، زمینی هستند که به NEA با مدارهایی خارج از سیاره ما، اما در داخل مدار مریخ، نزدیک می‌شوند.

 

با این حال، گروه دیگری از سیارکها وجود دارد. مواردی که به طور بالقوه می‌توانند تهدیدی برای زمین باشند.

 

چوداس توضیح داد: PHO یک جسم بالقوه خطرناک است که در صورت برخورد با زمین به اندازه کافی خطرناک است، بزرگتر از حدود 140 متر یا حدود 500 فوت ، و در مداری قرار دارد که آن را حدود 5 میلیون مایل کاملاً به مدار زمین نزدیک می‌کند. ” از آنجایی که PHO و زمین به دور خورشید می‌چرخند، احتمال نزدیک شدن آنها به یکدیگر وجود دارد، اما این بدان معنا نیست که برخورد به این زودی‌ها اجتناب ناپذیر است.

 

ناسا در حال حاضر 586 سیارک بالقوه خطرناک شناخته شده را گزارش می‌کند.

 

آیا سیارک‌ها و چند بار به زمین برخورد می کنند؟

 

انیمیشن مسیر آپوفیس 2029 را در مقایسه با انبوه ماهواره‌هایی نشان می‌دهد که به دور زمین می‌چرخند. آپوفیس در دسته سیارکهای بالقوه خطرناک (PHAs) قرار دارد . (اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech)

 

ناسا تخمین می‌زند که هر ساله بیش از 100 تن ماده از فضا به زمین می‌افتد، اما چقدر از این مواد به شکل سیارک است؟

 

برخورد سیارک‌ها امروزه کمتر از منظومه شمسی اولیه است، به ویژه بین 7.8 تا 11.7 میلیون سال پیش که شرایط بسیار آشفته‌تر بود.

 

این بمباران اولیه سیاره ما توسط سیارکها ممکن است برای توسعه حیات روی زمین حیاتی بوده باشد. همانطور که دانشگاه هاروارد اشاره می‌کند تجزیه و تحلیل سیارکها نشان می‌دهد که آنها می‌توانند در تزریق آب به سطح سیاره مهم بوده باشند.

 

البته، گاهی زمین توسط سیارکهای بزرگتر و ویرانگرتر مورد اصابت قرار می‌گیرد. یک مثال قابل توجه در منطقه چیکشولوب در شبه جزیره یوکاتان مکزیک یافت می‌شود. جایی که یک سیارک بین 6.2 تا 9.3 مایل (10 تا 15 کیلومتر) عرض دارد و 6.5 میلیون سال پیش با یک محل برخوردی به عرض 6.2 مایل (عرض 10 کیلومتر) به سطح سیاره برخورد کرد.

 

براساس گزارش موزه تاریخ طبیعی، این سیارک که به عنوان چیکشولوب شناخته می‌شود، 75 درصد از گونه‌های زمین، از جمله دایناسورها را از بین برد. چوداس اشاره می‌کند که برخورد چنین سیارکهای بزرگی نادر است.

 

ناسا می‌گوید یک سنگ فضایی بزرگتر بین 25 متر و عرض کمی بیش از نیم مایل (1 کیلومتر) در صورت برخورد با زمین باعث آسیب می‌شود، در حالی که برخورد یک سیارک بین نیم مایل تا یک مایل (1 و 2) کیلومتر) می‌تواند پیامدهای جهانی داشته باشد.

 

چوداس گفت: «سیارک‌هایی به اندازه‌ای بزرگ که می‌توانند یک فاجعه جهانی را به زمین [بزرگ‌تر از 1 کیلومتر یا 0.62 مایل] در هر میلیون سال فقط یک‌بار برانگیزند و نگرانی بسیار کمتری دارند زیرا ما تاکنون 95 درصد از آنها را کشف کرده‌ایم. ما می‌دانیم که هیچ یک از آنها دست کم در قرن آینده برای ما خطرناک نیستند.”

 

دلیل اینکه ما این را می‌دانیم به لطف تلاشهای ردیابی چشمگیر ناسا و سایر آژانسهای فضایی و رصدخانه‌ها است.

 

آیا می‌توانیم زمین را از برخورد یک سیارک نجات دهیم؟

به گفته ناسا تا به امروز، تنها حدود 40 درصد از سیارکهای 460 فوتی (140 متری) پیدا شده‌اند. این بدان معناست که آمادگی برای چنین رویدادی منطقی است. در حالی که مفاهیم زیادی برای منحرف کردن سیارکها وجود دارد، تنها یکی از آنها به آزمایش عملی دور از سطح زمین رسیده است.

 

چوداس در پایان گفت: «ماموریت آزمایش تغییر جهت دوگانه سیارک (DART) توانایی ناسا را برای تغییر اندکی مسیر یک سیارک کوچک با استفاده از مفهومی به نام ضربه‌گیر جنبشی نشان داد. “با این تکنیک، یک فضاپیما به هدف برخورد می‌کند و تغییر کوچکی در سرعت ایجاد می‌کند. اگر یک سیارک به سمت زمین حرکت می‌کرد و ما با سالها هشدار از احتمال برخورد مطلع بودیم و سیارک خیلی بزرگ نبود، از فضاپیمایی مانند دارت می‌توان برای منحرف کردن سیارک استفاده کرد تا سال ها بعد زمین را از دست بدهد.”

 

دارت در سپتامبر 2022 به هدف خود دیمورفوس رسید و با موفقیت مدار سیارک را تغییر داد. این ماموریت اولین باری است که بشر مسیر یک شی آسمانی را تغییر می‌دهد، اما تغییر کوچک نشان می‌دهد که برای استقرار موفقیت‌آمیز چنین مأموریتی برای نجات زمین، به اطلاع قبلی نیاز است.

 

جوردان گفت: «برای دفاع سیاره‌ای، اگر بخواهیم سیارک‌ها را دور بزنیم، دانستن اینکه از چه چیزی ساخته شده‌اند، حیاتی است. هل دادن یک تکه از یک سیارک متمایز کاملاً از فلز در مقایسه با یک سیارک ساخته شده از قلوه سنگ یکسان نیست. هر نوع سیارک برای رانده شدن به تکنیک‌ها، رویکردهای متفاوت و مقادیر متفاوت انرژی نیاز دارد.

 

با مطالعه آن سیارک‌ها و شهاب‌سنگ‌ها، می‌توانیم زودتر درباره آن سؤالات فکر کنیم، قبل از اینکه زمانی فرا برسد که برای عمل به پاسخ‌های دقیقتری نیاز داریم.

 

بنابراین، آژانس‌هایی مانند CNEOS باید به نظارت بر آسمانها ادامه دهند تا سیارکها مدار آنها را ردیابی کنند و آنها را در آینده نشان دهند. این نه تنها می‌تواند تضمین کند که بشریت سرنوشتی مشابه دایناسورها را تجربه نخواهد کرد، بلکه مطالعه این بقایای فسیل شده منظومه شمسی اولیه می‌تواند به ما بیشتر در مورد منشاء سیاره و همسایگان آن بیاموزد.

 

What are asteroids?

By Robert Lea

https://www.space.com/51-asteroids-formation-discovery-and-exploration.html