شناخت سيارك ها (خرده سيارات)
. نويسنده: nssri
از لحاظ تاريخي ماجراي كشف سيارك ها از سال 1766 ميلادي آغاز شد زماني كه يك رياضيدان اهل وينبرگ آلمان به نام یوهان.دي.تيتوس (Johann D.Titus) موفق به كشف رابطه ای رياضي براي تعيين فاصله ي سيارات از خورشيد شد.
اين رابطه نشان مي داد كه فواصل سيارات از خورشيد و يكديگر تابع الگوي خاصي است كه با استفاده از اين الگو می توان موقعيت اجرام شناخته شده وحتي ناشناخته را تعيين كرد.
رابطه تيتوس:
r : فاصله متوسط مداري سياره از خورشيد بر حسب 10 به توان 8 كيلومتر
n: عدد سياره كه براي سياره عطارد بي نهايت، سياره زهره صفر، سياره زمين 1 ، سياره مريخ 2 ، سيارك ها 3 ، مشتري 4 و ....
در جدول زير مقادير محاسبه شده (نظری) و واقعي فاصله ي سيارات از خورشید ارائه شده است:
شش سال بعد از كشف اين رابطه، ستاره شناس ديگري به نام يوهان الرت بُده (Johann.E.Bode) كه اهل آلمان و مدير رصدخانه ي برلين بود اين موضوع را مورد بحث و بررسي بيشتر قرار داد و توجّه ديگران را به آن جلب نمود. زماني توجّه به اين موضوع به اوج خود رسيد كه ويليام هرشل (William Hershel) ستاره شناس آماتور انگليسي با تلسكوپي كه خود ساخته بود موفّق به كشف جرم جديدي در وراي سياره زحل شد كه بعداً آن را اورانوس ناميدند. جالب آنكه محاسبات دانشمندان نيز نشان داد كه فاصله ي سياره جديد از خورشيد با نتايج رابطه تيتوس- بُده همخواني دارد.
از طرفي به سادگي از رابطه فوق استنباط می شد كه بايد در فاصله ي بين دو سياره ي مريخ و مشتري نيز سياره اي وجود داشته باشد ولي تا آن زمان كشف نشده بود.
اين موضوع انگيزه اي براي بسياري از ستاره شناسان آن دوره شد تا با تلسكوپ هاي خود به جستجوي اين جرم نامشكوف و عجيب باشند. حتي گروهي به سرپرستي ستاره شناس مشهور جي. اچ. شروتر (J. H. Schroter) با عنوان پليس آسمان در صدد يافتن آن برآمدند.
جستجوها آغاز شد و سرانجام در نخستین روز سال 1801 ميلادي يك منجّم خوش اقبال ايتاليايي به نام جوزپه پياتزي (Giuseppe Piazzi) موفّق به يافتن جرمی ناشناخته و جديد در صورت فلكي جوزا شد.
جوزپه پياتزي (Giuseppe Piazzi)
این جرم جديد در مدّت چند شبانه روز جابه جايي مختصري از خود نشان داد و ظاهر آن نيز شباهتي به دنباله داران نداشت. با بررسي بيشتر معلوم شد كه اين جرم داراي سرعت زاويه اي خاصي است كه جايگاه آن را در محدوده ي پيش بيني شده يعني بين مدار سيارات مريخ و مشتري نشان مي داد.
پياتزي اين جرم سماوي جديد و كم نور را كه فقط با تلسكوپ قابل رويت بود سِرِس،Ceres (الهه ي كشاورزي سيسيل) ناميد.
يك سال بعد يعني در سال 1802 ميلادي جرم ديگري نيز در همان فاصله از خورشيد كشف شد. اين بار كاشف آن ستاره شناس آلماني هاينريش البرس (Olbers Heinrich) بود. جرم فوق را كه حتي از سرس كم نورتر بود پالاس (الهه عقل و حكمت اساطير يونان باستان) نام گذاردند.
جالب تر آنكه دو سال بعد يعني در سال 1804 ميلادي سومين جرم نيز در همين فاصله توسط ك. هاردينگ K.Harding كشف شد و آن را جونو (ملکه ي خدایان اساطیری و همسر ژوپیتر) نامگذاري كردند.
درسال 1807 ميلادي جرم ديگري نيز توسط هاينريش البرس olbers Heinrich كشف شد كه آن را وستا، الهه ي وطن ناميد. پنجمين جرم بعد از يك وقفه ي طولاني در سال 1845 ميلادي توسط هنكه Hencke كشف شد كه آن را آسته رآ Astraea ناميد.
بدين ترتيب اجرام كم نورتر ديگري نيز در سال هاي بعد كشف شدند و به تدريج اين ايده در ذهن كنجكاو دانشمندان و ستاره شناسان بوجود آمد كه احتمالاً در محدوده ي بين مدار مريخ و مشتري به جاي يك سياره واحد تعداد زيادي خرده سياره يا سيارك وجود دارد كه تعداد زياد آنها نشاندهنده ي وقوع رويدادي ناشناخته و خاص در اين منطقه ي از منظومه شمسي است.
منشأ سيارك ها
تاكنون نظريات متفاوتي در مورد پيدايش سيارك ها از طرف دانشمندان و سياره شناسان ارائه شده است كه مهمترين آنها عبارتند از:
1) نظريه ي برخورد يا تصادم:
طبق اين نظريه در زمان هاي نخستین پيدايش سيارات، جرمی در حدّ و اندازه مريخ در مداري مستقل در محدوده ي بين سيارات مريخ و مشتري وجود داشته كه به طور ناگهاني جرم سياره ي مانند ديگري با آن برخورد كرده و موجب از بين رفتن هر دو سياره و متلاشي شدن آن ها شده است. قطعات جدا شده آن ها بعد از گذشت چند ميليون سال در محدوده ي بين مدار مريخ و مشتري و حتي فراتر از آن پراكنده شده و كمربند گسترده و پر ازدحام سيارك ها را تشكيل داده اند. در واقع هر قطعه همانند يك جرم سياره مانند مستقل به دور خورشيد گردش مي نمايد. البته با برآورد جرم سيارك هاي موجود مشخص شده كه مجموع جرم سيارك ها بسيار كمتر از جرم سياره ي نخستین فرضي است.
2) نظريه ي گرانش مخرّب مشتری:
این نظریه بيان مي كند كه در زمان تشکیل سیارات عامل مؤثر و نيرومند گرانش سياره مشتري و سيارات ديگر مانع تكوين و پيوستگي اجزاي نخستین پيدايش سياره در اين ناحيه از منظومه شمسي شده است. در واقع سيارك ها تحت تأثير گرانش زياد سياره مشتري قرار دارند. در حال حاضر نيز در محدوده ي كمربند سيارك ها مناطق خالي از سيارك يافت مي شود كه اين مناطق با ويژگي 1:2 ،1:3 ، 2:5 و ... دوره مداري سياره مشتري هماهنگي دارد. اين مناطق خالي يا به اصطلاح شكاف ها نخستین بار توسط منجّم آمريكايي دانيل كركوود (D.Kirkwood) كشف و به نام شکاف های کرکوود (Kirkwood Gaps) نامگذاری شد.
تقسيم بندي موقعيتي سيارك ها
تاكنون بيش از يك صد هزار مدار سيارك ها كشف و شناسايي شده است. اين شناسايي نشان مي دهد كه سيارك ها در بيشتر نقاط منظومه شمسي حضور دارند. در واقع مي توان سيارك ها را از نظر موقعيت مداري شان به چند دسته تقسيم كرد كه عبارتند از:
الف) سيارك هاي منظم: سيارك هايي كه مدار گردشي آنها در حد فاصل مدار سيارات مريخ و مشتري قرار دارد و فاصله ي متوسط آن ها از خورشيد 3.8 واحد نجومي است.
ب) سيارك هاي نامنظم: سيارك هايي كه مدار گردشي آنها در خارج از محدوده ی بين مدار مريخ و مشتري واقع است. اين سيارك ها را نيز مي توان به دو گروه تقسيم بندي كرد كه عبارتند از:
ب-1) سيارك هاي نزديك به زمين (Near Earth Astroids): همان طور كه از نام اين اجرام استنباط مي شود آن ها در نزديكي مدار زمين به دور خورشيد گردش مي نمايند. در واقع حضيض مداري اين سيارك ها در فاصله اي كمتر از 3/1 واحد نجومي از خورشيد قرار دارد. كه از اين ميان مي توان گروه هاي سياركي زير را نام برد:
• سيارك هاي گروه آپولو (Apollo): سيارك هايي كه مدار گردشي آن ها مدار زمين را قطع مي كند و دوره ي تناوب گردشي آن ها به دور خورشيد بيشتر از يك سال زميني است. اين سيارك ها مي توانند براي كره ي خاكي ما بسیار خطرناك باشند چرا كه احتمال برخورد آن ها با زمين وجود دارد. البته تعداد اعضاي اين گروه اندك است و قطر آنها بيش از چند كيلومتر نيست.
• سيارك هاي گروه آتن (Aten): سيارك هايي كه داخل محدوده ي مدار زمين را جاي دارند و دوره ي تناوب گردش مداري آنها به دور خورشيد كم تر از يك سال است.
• سيارك هاي گروه آمور(Amor): اين سيارك ها مدار سياره ي مريخ را قطع مي كنند و حضيض مداري شان خارج از مدار زمين است.
ب- 2) سيارك هاي دور از زمين: مدار گردشي اين گروه از سيارك ها در وراي مدار سيارك هاي منظم است. در واقع مدار آن ها مي تواند تا مرزهاي بيروني منظومه ي شمسي نيز كشيده شده باشد. سيارك هاي زير جزء اين گروه مي باشند:
ب-2-1) سيارك هاي تروژاني: اين سيارك ها در دو گروه مجزا به نام هاي تروايي (Trojans) و گريكز (Greeks) در دو طرف سياره ي مشتري بر مدار مشتري واقعند. آنها در دو نقطه از نقاط لاگرانژي (L4 و L5) مدار مشتري و در 60 درجه اي جلو و پشت سياره ي مشتري به دور خورشید گردش می کنند. در واقع اين سيارك ها در اين نقاط تحت تأثير نيروي گرانش دو جرم عظیم مشتري و خورشيد قرار دارند. سيارك هكتور 624 جزء اين گروه مي باشد.
ب-2-2) سيارك هاي قنطورسی (Centaurs): مدار گردشي اين سيارك هاي كوچك و دور دست در وراي مدار مشتري و در نزديكي مدار نپتون قرار دارد. معروف سيارك قنطورسی، سيارك كيرون 2060 است كه در سال 1977 توسط چالز كوال (Charles Kowal) كشف گرديد. قطر كيرون حدود 650 كيلومتر و نسبت بازتاب آن كم است بنابراین احتمالاً سطح آن تيره است.
ج-2-2) سيارك هاي كمربند كوئيپر (Kuiper Belt): مدار گردشي اين سيارك ها در وراي مدار نپتون تا 48 واحد نجومي از خورشيد است.
ويژگي هاي مهم سيارك ها
o سيارك ها كوچك تر از آن هستند كه داراي نيروي گرانش كافي براي نگهداشتن جوّ باشند. قطر بزرگ ترين سيارك که مدار آن در ورای پلوتو است حدود 3000 كيلومتر و كوچك ترين آنها مي تواند در حد چند متر یا چند سانتیمتر باشد. در واقع اغلب سيارك ها قطر كمي دارند.
طبق آمار از میان سيارك هاي كشف شده تعداد 10 سيارك بين 150 تا 300 كيلومتر قطر دارند. 100 سيارك نيز اندازه اي بين 80 تا 150 كيلومتر- 500 سيارك نيز بين 40 تا 80 كيلومتر را دارا مي باشند.
مقايسه ي اندازه برخي سيارك ها با سياره مريخ (پايين)
نمودار تناسب اندازه سيارك ها و فراواني آن ها
لازم به ذكر است اندازه گيري قطر سيارك ها به دليل كوچكي آن ها بسيار مشكل است و براي اندازه گيري قطر آنها از روش هاي راداري و اشعه ي مادون قرمز استفاده مي شود.
o جرم كل سيارك هاي شناخته شده 2.3 ضربدر 10 به توان 21 كيلوگرم است كه فقط 0.001 جرم زمين است. تعیین جرم دقيق سيارك ها براي افزايش دانش ما درمورد حركات مداري سيارات و تركيبات سيارك ها و همچنين اندازه گیری برآورد پتانسيل برخورد آن ها با زمين مهم مي باشد. اين موارد مي تواند موجب اعمال تصحيحاتي در مدار سيارات مريخ و زمين شود. چرا كه اين تغييرات در داده هاي ارسالي از سفاين بين سياره اي وايكينگ، پت فايندر و مارس گلوبال سوروير مشاهده شد. قابل قبول ترين موقعيت سيارات با استفاده از تأثيرات گرانشی 300 سيارك مهم محاسبه مي شود. اما فقط جرم تعداد انگشت شماري از سيارك ها با دقّت شناخته شده است. در واقع تعيين جرم سيارك هاي ديگر با مقايسه آنها با سيارك هايي كه جرم شناخته شده اي دارند صورت مي گيرد. مثلاً محاسبه ي جرم سه سيارك بزرگ سرس، پالاس و وستا بخشي از يك پروژه محاسباتي بزرگ تر است كه حاصل بررسي حركات مداری 15 سيارك ديگر مي باشد. برآوردهاي فوق مي تواند موجب ويرايش هاي آتي در تقويم و گاهشمارهاي نجومي دنیا شود.
o طيف سنجی سيارك ها نیز نشاندهنده آن است كه 10 درصد آنها از نظر ساختاري شبيه شهاب ها هستند و 80% آن ها از كندريت هاي كربناته تشكيل شده اند.
تصاویر توپوگرافی (ناهمواریها) تلسکوپ فضایی هابل از سطح درخشانترین سیارک (وستا)
o اختلاف زاويه ميل مداری مجموعه سيارك ها نسبت به صفحه مداري زمين (دايره البروج) حدود 9 درجه است. البته تعداد اندكي از سيارك ها نيز داراي زاويه ي ميل و خروج از مركز مداري استثنايي و قابل توجّه هستند. به عنوان مثال سيارك پالاس داراي زاويه ي ميل مداري 35 درجه نسبت به دايره البروج است.
o نسبت بازتاب نور سيارك ها بين 0.019 تا 0.38 متفاوت مي باشد. سياه ترين سيارك آرتوزا نام دارد كه حتي از تخته سياه مدارس سياه تر است و درخشانترين آن سيارك نيسا است.
o تقريباً هیچ کدام از سيارك ها شكل منظم كروي ندارند و به شكل هاي مختلف دیده می شوند. مثلاً سيارك آيدا و ايتوكاوا شكلی سيب زميني مانند دارند. سيارك ارس شكلي همانند پوتين و کلئوپاترا هم شكلي مانند استخوان ران پا دارد!
سيارك آيدا به همراه قمر كوچكش داكتيل
سيارك ايتوكاوا
تصاوير گردش وضعي سيارك اروس
سيارك کلئوپاترا
ویژگی های رصدی:
• هيچ سياركي آن قدر درخشان نيست كه بتوان آن را با چشم غيرمسلح مشاهده كرد. اما امكان مشاهده ي معدودي از آنها با دوربين هاي دو چشمي و تلسكوپ های كوچك آماتوري وجود دارد. برخي از اين سيارك ها عبارتند از: سرس، وستا، جونو، پالاس.
• بايد توجّه داشت كه سيارك ها نيز همانند ستارگان قرص ظاهري قابل رويتي ندارند (حتي با تلسكوپ هاي قوي) لذا مشاهده ي جزئيات سطح آن ها از زمین امكان پذير نيست.
لينك اطلاعات رصدي به روز سيارك هاي مهم:
https://in-the-sky.org/newsindex.php?feed=asteroids
http://www.heavens-above.com/Asteroids.aspx?lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=UCT
منابع قابل رجوع:
1. اطلس منظومه ي خورشیدی - تأليف: پاتریک مور، گری هانت – ترجمه: مهندس عباس جعفری
2. گاهشمار نجومی 1385 - تأليف: داود همّتی- سهیل خوشبین فر- امیر حسن زاده - موسسه علمي پژوهشي نجم شمال
3. نجوم به زبان ساده - تأليف: دکتر محمدرضا خواجه پور- انتشارات گيتاشناسي
4. سایت ناسا
5. ويكي پديا
بازگشت