مجله‌ای برای دوست‌داران علم و طبیعت زمین و آسمان

ماجرای کمربند سیارک‌ها و سیاره‌ای که هیچ‌گاه شکل نگرفت

Credit: NASA
355

کمربند سیارک ها

کشف کمربند

در فاصله سال‌های ۱۷۶۶ تا ۱۷۷۸ میلادی، زمانی که زحل به عنوان آخرین سیارهٔ منظومهٔ شمسی شناخته می‌شد و دانشی از فضای فراتر از آن نداشتیم، تیتیوس و بوده به یک رابطهٔ ریاضی دست پیدا کردند که خبر از وجود سیاره‌ای گم‌شده می‌داد. سیاره‌ای که هیچ‌گاه پیدا نشد.

رابطه‌ی تیتیوس-بوده یک قاعده‌ی سادهٔ ریاضیاتی بود که با قرار دادن شمارهٔ هر سیاره در فرمول، می‌شد فاصلهٔ آن سیاره را با دقت خوبی به دست آورد. این قاعده برای شش سیاره‌ای که در آن زمان کشف شده بودند به خوبی جواب می‌داد، اما یک جای خالی نیز در این میان وجود داشت. سیاره‌ای که طبق این رابطه باید در فاصله‌ی ۲/۸ واحد نجومی از خورشید وجود می‌داشت و تا آن زمان پیدا نشده بود.*

جست‌وجوها برای کشف سیاره‌ی جدید آغاز شد و رصدگران مشغول زیر نظر گرفتن نوار منطقه‌البروج شدند. تا این که در سال ۱۸۰۱ میلادی جوزپه پیازی موفق به کشف جرمی شد که سرس نام گرفت. حدود یک سال پس از کشف سرس جرم دیگری نیز در همین فاصله از خورشید کشف و پالاس نامیده شد. برای مدتی هر دو جرم در طبقه‌بندی سیارات قرار می‌گرفتند، اما سرعت کشف این اجرام جدید بسیار زیاد شد و اجرام دیگری نیز در این ناحیه از منظومه‌ی شمسی کشف شدند.

در نهایت و با بررسی‌های بیشتر مشخص شد که اندازه‌ی این اجرام کوچک در حدی نیست که بتوان آن‌ها را در دستهٔ سیارات طبقه‌بندی کرد. این‌گونه بود که آرام آرام دسته‌ای جدید از اجرام به نام سیارک‌ها یا خرده سیاره‌ها به منظومه‌ی شمسی اضافه شد و محدوده‌ای در فاصله‌ی بین مریخ و مشتری، که روزگاری قرارگاه سیاره‌ی گم‌شده بود، کمربند سیارک‌ها نام گرفت.

طرحی از کمربند سیارک‌ها. Credit: NASA

خاستگاه کمربند سیارک‌ها

در ابتدا گمان می‌شد کمربند سیارک‌ها در واقع بقایای یک سیار‌ه‌ی بزرگ است که در دوران ابتدایی منظومه‌ی شمسی بین مدار سیارات مریخ و مشتری قرار داشته است. اما به مرور و با جمع‌آوری داده‌های بیشتر از اعتبار این فرضیه کاسته شد.

یکی از دلایل رد شدن این فرضیه یافتن این نکته بود که جرم مجموع تمام اعضای کمربند سیارک‌هاست تنها حدود چهار درصد جرم ماه است! تناقض دیگر تفاوت‌های شیمیایی قابل توجه بین سیارک‌های مختلف است که نشان می‌دهد این اجرام خاستگاه یکسانی ندارند. این دو نکته در کنار مسائل دیگر فرضیه‌ی اولیه راجع به چگونگی تشکیل کمربند سیارک ها را رد کردند.

با این تفاسیر به نظر می‌رسد کمربند سیارک ها از بقایای دوران اولیه‌ی منظومه‌ی شمسی باشد. سنگ‌هایی که بر خلاف دیگر مواد کوچک در ابتدای تولد منظومه‌ی شمسی با هم ترکیب نشده و هیچ‌گاه به سیاره تبدیل نشدند.

گرانش سیارهٔ مشتری مهم‌ترین مانع برای ترکیب این سنگ‌ها با هم و تبدیل‌ شدن‌شان به سیاره بوده است.

البته کمربند سیارک ها تغییرات فراوانی را نسبت به دوران ابتدایی منظومهٔ شمسی پشت سر گذاشته و بسیاری از اعضای خود را نیز از دست داده است. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهند جرم کمربند سیارک ها در ابتدا در حدود جرم سیاره‌ی زمین بوده است. اما به دلیل آشفتگی‌های گرانشی موجود در ابتدای شکل‌گیری کمربند سیارک ها، بیشتر مواد از کمربند خارج شده‌اند و اکنون تنها بخش کوچکی از جرم ابتدایی باقی مانده است.

دانه‌درشت‌های کمربند سیارک‌ها

تصویر فضاپیمای سپیده‌دم از سیارک وستا.
Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA

سیارک‌های کوچک و بزرگی در کمربند سیارک‌ها جای گرفته‌اند. از سیارک‌های کوچک ده متری گرفته تا وستا که قطرش حدود ۵۳۰ کیلومتر است. اما وستا بزرگ‌ترین عضو کمربند سیارک‌ها نیست و این عنوان به سیاره‌ی کوتوله‌ی سرس تعلق می‌گیرد. سرس شکل کروی دارد و قطرش به ۹۵۰ کیلومتر می‌رسد. تا چند سال پیش سرس هم به عنوان سیارک شناخته می‌شد اما در سال ۲۰۰۶ و با ایجاد طبقه‌بندی جدیدی از اجرام منظومه‌ی شمسی، سرس به همراه پلوتو در رده‌ی سیارات کوتوله جای گرفتند. جرم سرس به تنهایی نزدیک به یک سوم جرم کل کمربند سیارک‌هاست!

کاوش کمربند سیارک ها

فضپیمای سپیده‌دم مهم‌ترین ماموریتی است که به قصد مطالعه‌ی اجرام کمربند سیارک‌ها طراحی شده است. سپیده‌دم یا Dawn در سال ۲۰۰۷ به فضا پرتاب شد. اولین مقصد این فضاپیما سیارک وستا بود که سپیده‌دم حدود یک سال آن را مورد مطالعه قرار داد. سپس از تابستان سال ۲۰۱۲ سپیده‌دم رهسپار مقصد بعدی خود، یعنی سیاره‌ی‌ کوتوله‌ی سرس شد و در سال ۲۰۱۵ به آن رسید. سپیده‌دم کماکان در حال بررسی این سیاره‌ی کوتوله است.

طرحی گرافیکی از نزدیک شدن فضاپیمای سپیده‌دم به سیاره‌ی کتوله‌ی سرس.
Image credit: NASA/JPL-Caltech

ــــــــ

* قانون تیتیوس-بوده برای سیاره‌ی نپتون صادق نیست اما برای اورانوس به درستی جواب می‌دهد.

از فروشگاه آسمان شب دیدن کنید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.