از بین بردن سیارک‌ها، از چیزی که ما فکر می‌کنیم، سخت‌تر است!!

اگر ما فهمیدیم که سیارکی به سوی زمین در حال حرکت می‌باشد. چه قدر انرژی لازم است تا  سیارک از بین رفته و یا قطعه قطعه شود؟

در دهه‌های اخیر، ستاره‌شناسان آگاه شده‌اند که سیارکها و دنباله‌دارها گاهی اوقات به زمین حمله‌ور می‌شوند. بودجه برای مطالعاتی که در آن آسمان ما برای سیارک‌ها اسکن می شود، افزایش یافته است، که دلیل اصلی آن وجود سیارکهای نسبتا نزدیک به زمین می‌باشد. کتاب و فیلمهای محبوبی این موضوع را نیز مورد توجه قرار داده‌اند، با این ایده که می‌توانیم فضاپیمایی را برای انفجار آن بفرستیم. اما طبق یک مطالعه جدید از دانشگاه جان هاپکینز، ممکن است انفجار یک سیارک آسان نباشد.

این دانشمندان با استفاده از یک مطالعه جدید از نحوه شکستن سنگ و یک روش مدل‌سازی کامپیوتری جدید، برای شبیه‌سازی برخورد سیارک‌ها استفاده کردند. چارلز ال میر، دکترای فارغ‌التحصیل گروه مهندسی مکانیک دانشگاه جان هاپکینز و اولین نویسنده این مقاله در بیانیه‌ای اظهار داشت:

یافته‌های ما نشان می‌دهد که سیارک‌ها قوی‌تر از آنچه هستند که ما فکر می‌کنیم و نیاز به انرژی بیشتری برای از بین رفتن کامل آنها لازم است.

یافته‌های این دانشمندان در روزنامه 15مارس  2019 چاپ مجله ایکاروس منتشر خواهد شد.

دانشمندان گفتند که کار آنها می‌تواند:

… به ایجاد استراتژی تاثیر و انحراف بر روی سیارک، افزایش درک شکل‌گیری منظومه شمسی و کمک به طراحی معدن سیارکی بینجامد.

هشت فریم نشان‌دهنده  این است که پس از برخورد، قطعات سیارک در ساعت‌هایی پس از ضربه مجددا فعال می‌شوند. تصویر از چارلز ال میر / دانشگاه جان هاپکینز.

جان هاپکینز در بیانیه‌ای توضیح داد:

محققان مواد فیزیکی مثل سنگها را در یک مقیاس آزمایشگاهی (اندازه مشت خود) درک می‌کنند، اما این درک به اشیاء با اندازه‌ای مانند سیارک‌ها تبدیل شده است. در اوایل سال 2000، تیمهای تحقیقاتی مختلف یک مدل کامپیوتری را به وجود آوردند که در آن عوامل مختلفی مانند جرم، دما و شکنندگی مواد را وارد کردند و یک سیارک با قطر حدود یک کیلومتری (0.6مایل) به سیارک هدف 15 مایلی (25 کیلومتری) با سرعت ضربه 3 مایل (5 کیلومتر) در ثانیه برخورد دادند. نتایج آنها نشان می‌دهد که سیارک هدف را می‌توان به طور کامل از بین برد.

در مطالعه جدید، المیر و همکارانش، رامش، و درک ریچاردسون، استاد نجوم در دانشگاه مریلند، همان سناریو را با یک مدل جدید کامپیوتری به نام مدل Tonge-Ramesh انجام دادند، که برای پروسه‌های دقیقتر و کوچکتر که در طول برخورد سیارک رخ می‌دهد. مدل‌های قبلی به درستی سرعت ترکها در سیارک‌ها حساب نمی‌کردند.

شبیه‌سازی به دو مرحله تقسیم شد: فاز تقسیم‌بندی کوتاه‌مدت و فاز واکنش گرانشی طولانی‌مدت. در فاز اول، فرايندهایی را در نظر گرفتند که بلافاصله پس از برخورد به سیارک شروع می‌شود (فرآیندهایی که در عرض یک ثانیه اتفاق می‌افتد).

فاز دوم، فاز طولانی‌مدت، اثر گرانش را بر روی قطعاتی که پس از ضربه به سطح سیارک پرتاب می‌شود و جابجایی گرانشی را که طی چند ساعت پس از ضربه اتفاق می‌افتد، را در نظر می‌گیرد.

در فاز اول، پس از برخورد سیارک، میلیون‌ها ترک در سراسر سطح سیارک شکل می‌گیرد، بخشهایی از سیارک مانند شن و ماسه به جریان افتادند و دهانه ایجاد شد. این مرحله از مدل، ترکهای منفرد را مورد بررسی قرار داد و الگوهای کلی شیوه انتشار این ترک‌ها را پیش‌بینی کرد.

مدل جدید نشان داد که برخلاف آنچه که پیشتر تصور می‌شد، کل سیارک توسط برخورد شکسته نمی‌شود. در عوض،  یک هسته آسیب دیده بزرگ را پشت سر می‌گذارد که پس از آن یک کشش شدید گرانشی بر روی قطعات در مرحله دوم شبیه‌سازی اعمال می‌شود.

تیم تحقیقاتی متوجه شد که نتیجه نهایی این برخورد نه تنها ایجاد یک « rubble pile» بود – بلکه مجموعه‌ای از قطعات است که به وضوح توسط گرانش نگهداری می‌شوند. در عوض، سیارک تحت تأثیر قرار گرفته، نیروی قابل توجهی را حفظ می‌کرد زیرا به طور کامل شکسته نشده بود و نشان می‌داد که برای نابودی سیارکها انرژی بیشتری لازم است. در ضمن، قطعات آسیب دیده هم اکنون در میان هسته‌های بزرگ توزیع شده‌اند.

ال میر اظهار داشت:

سوال ما این است، چقدر انرژی برای از بین بردن سیارک و شکستن آن به قطعات، لازم است؟

این ممکن است مانند داستان علمی تخیلی باشد، اما تحقیقات زیادی در مورد برخورد سیارک‌ها صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، اگر یک سیارک در نزدیکی زمین باشد، آیا بهتر است که آن را به قطعات کوچک تقسیم کنیم یا آن را به مسیر دیگری هدایت کنیم؟ و اگر دومین روش را انتخاب کنیم، چه مقدار نیرو ما باید به آن اعمال کنیم تا بدون اینکه بشکند، مسیر خود را تغییر دهد ؟ اینها سوالاتی هستند که مورد توجه ما قرار گرفته‌اند.

رامش افزود:

ما اغلب توسط سیارک‌های کوچک مانند چند سال پیش در رویداد چلیابینسک، مورد تهدید قرار می‌گیریم. ما باید ایده خوبی داشته باشیم، از آنچه که باید در زمان مواجهه با این تهدیدها، انجام  دهیم – و تلاش‌های علمی، به ما کمک کند تا تصمیمات مهمی را بگیریم.

Asteroids are harder to destroy than we thought

By Deborah Byrd in SPACE | March 4, 2019

https://earthsky.org/space/study-asteroid-break-up-hard-to-do