Piazzi's Book
طرح جلد کتابی از پیاتزی  که در آن کشف سرس اعلام شد

کهکشان دانش: در آغازین روزهای ژانویه 1801  جوزپه پیاتزی (7 جولای 1746 - 22 جولای 1826) جرمی را در آسمان رصد نمود كه ابتدا یك ‌دنباله‌دار به نظر می‌رسید ولی زمانی كه مدار آن به درستی تعیین گردید، مشخص شد كه سیاره بسیار كوچكی است، آنقدر کوچک که آن را در رده سیارک‌ها دسته‌بندی کردند. پیاتزی آن را سِرِس نامید. تا چند سال بعد سه سیارك جدید دیگر كشف شدند و تا پایان آن قرن صدها عدد از آنها شناسایی شده بودند. تا به امروز تعداد این سیاركها به چند صد هزار رسیده است و هنوز اكتشاف آنها ادامه دارد. تعدادی از سیاركها چنان كوچكند كه از زمین قابل رؤیت نیستند اما بزرگترین آنها همان سِرِس است که شماره یک را با افتخار بر پیشانی خود دارد. مجموع جرم سیاركها از جرم ماه كمتر است و اگر همه آنها را یك جا جمع كنیم، سیاره كوچكی را تشكیل می‌دهند كه قطر آن كمتراز نصف قطر ماه است.

بعد از مریخ و قبل از مشتری كمربندی از اجرام كوچك سنگی و فلزی وجود دارد كه در محدوده‌ای بین 2 تا 4 واحد نجومی (یک واحد نجومی، فاصله بین زمین تا خورشید است)، به دور خورشید می‌چرخند. حدود یک تا دو میلیون خرده‌سیارك با ابعادی از 1000 كیلومتر برای سِرِس تا چند سانتیمتر برای غبارهای فضایی در این ناحیه که اصطلاحاً کمربند اصلی سیارکها نامیده می‌شوند، وجود دارد.

هر چند میلیونها خرده‌سیارك در کمربند اصلی سیارکها وجود دارد اما آنها بسیار از هم دورند و فضای این كمربند در هنگام گذر از آن خیلی خالی به نظر می‌رسد. در زمان شكل‌گیری  منظومه شمسی، اجرامی كه در مدار مورد اشاره قرار گرفته بودند به دلیل اثرات جاذبه عظیم مشتری و فاصله مخصوصی كه از خورشید داشتند، دچار موقعیتی شدند كه از یكپارچه شدن آنها جلوگیری می‌كرد.

منطقه دیگری از فضا که تراکم سیارکها در آنجا چشم‌گیر است در حقیقت از دو قسمت مجزا در جلوی مسیر حرکت مشتری به دور خورشید و در پس آن تشکیل شده است. از علم مکانیک مداری می‌دانیم که پنج نقطه فاقد میدان گرانشی در اطراف دو جرم بزرگ که یکی به دور دیگری می‌چرخد، وجود دارد که به نقاط لاگرانژی معروفند. دو نقطه واقع در مدار، نقاط پایدار و سه نقطه واقع در خط واصل بین مراکز جرم دو جسم بزرگ فضایی، نقاط ناپایدار لاگرانزی هستند. عدم وجود نیروی گرانش در این نقاط موقعیت خاصی را ایجاد کرده است که باعث به تله افتادن سیارکهای تروا در پس و پیش مدار مشتری به دور خورشید شده است. این سیارکها را سیارکهای تروا می‌نامیم.

گروه دیگری از سیارکها، سیارکهای نزدیک به زمین هستند که در فاصله 0.9 تا 1.3 واحد نجومی به دور خورشید می‌چرخند. بنابراین طبیعی است که مسیر این سیارکها  با مسیر زمین به دور خورشید تداخل پیدا کرده و فاجعه نابودی دایناسورها بار دیگر تاریخ زمین را دگرگون نماید.

بیشتر دانش ما از سیاركها مربوط به مطالعه پاره‌ای از آنها است كه در زمین سقوط كرده‌اند. سیاركها عمدتاً از سیلیكات یا همان سنگ -92/8%- و كمی از آهن و نیكل -5/7%- تشكیل شده‌اند. باقی جرم تشكیل دهنده سیاركها را آلیاژهایی از این سه ماده تشكیل می‌دهد. شهاب‌سنگهایی كه منبع سیاركی دارند، بسیار شبیه سنگهای زمینی هستند.

اولین سیاركی كه از نزدیك مطالعه شد گَسپرا بود كه در لیست سیاركهای كشف شده شماره 951 را به خود اختصاص داده است. این سیارك در اكتبر 1991 و توسط فضاپیمای گالیله از نزدیك رصد گردید.

در آگوست همان سال سیارك ایدا به شماره 243 توسط همان فضاپیما از نزدیك مورد کاوش قرار گرفت. بزرگترین كشف سفینه گالیله یعنی پیدا كردن قمر كوچكی برای ایدا نیز در همین زمان انجام شد. این پاره‌سنگ یک و نیم كیلومتری كه داكتیل نامیده شد، اولین قمری است كه برای یك خرده‌سیارك پیدا شده است.

Ida and its small satellite Dactyl are main belt asteroids located between Mars and Jupiter. Image credit: NASA/JPL
خرده سیارک ایدا و قمر کوچکش داکتیل

اولین تلاش بشر برای فرود بر سطح یك خرده‌سیارك و سعی در نمونه‌برداری از آن در 12 فوریه 2001 اتفاق افتاد. فضاپیمای نیر (NEAR) كه در 17 فوریه 1996 به فضا پرتاب شد، قبل از فرود بر سطح اِرُس از ماتیلد نیز دیدار كرد. این فضاپیما كه به مدت یك سال با اِرُس پرواز می‌كرد، علاوه بر عكسهای فراوانی كه از این خرده‌سیارك به زمین ارسال نمود، توانست در هنگام فرود بر سطح آن عكسی از فاصله 120 متری اِرُس به زمین بفرستد كه البته قسمت پایانی تصویر مخابره نشد. در برخورد این فضاپیما با خرده‌سیارك، سیستم پیغام رسانی آن از كار افتاد. این تلاش اگر‌چه موفقیت آمیز نبود اما اطلاعات بسیار با ارزشی برای دانشمندان به ارمغان آورد.

مواد تشکیل دهنده خرده سیارکها از آنجا که از چهار و نیم میلیارد سال قبل یعنی زمانی که منظومه شمسی متولد شد، دست نخورده باقی مانده‌اند، بسیار مورد توجه دانشمندان هستند. دانشمندان امیدوارند با مطالعه چنین نمونه‌هایی پاسخ بسیاری از سوالات خود در زمینه پیدایش جهان و خصوصاً تولد منظومه شمسی را بیابند.

تجمع خرده‌سیاركها بیشتر در كمربندی بین مریخ و مشتری است. اما می‌توان آنها را در همه جای منظومه شمسی رؤیت كرد. در بعضی زمانها و با توجه به پاره‌ای اتفاقات نجومی مانند برخورد خرده‌سیاركها باهم، اثرات مختلط جاذبه مشتری و خورشید و سایر عوامل دیگر، یك یا چند سیارك مدار اصلی خود را رها كرده و به سمت داخل یا خارج كمربند، منحرف می‌شوند. اگر خرده‌سیاركی از یک و سه دهم فاصله زمین تا خورشید، به زمین نزدیكتر شود، در دسته‌ای جا می‌گیرد كه NEA یا سیاركهای نزدیك به زمین نامیده می‌شوند.

اين تصوير با توجه به اطلاعات به دست آمده از خرده‌سياركها بازسازي شده است
اين تصوير با توجه به اطلاعات به دست آمده از خرده‌سياركها بازسازي شده است.

تعداد سیاركهای نزدیك به زمین كم نیستند و احتمال برخورد آنها به زمین نیز زیاد است. دانشمندان احتمال می‌دهند كه برخورد یك خرده‌سیارك 9 كیلومتری با زمین باعث انقراض نسل دایناسورها شده است. در سال 1989، خرده سیاركی با قطری حدود 450 متر از فاصله 720،000 كیلومتری زمین عبور كرد و با حدود 6 ساعت تفاوت زمانی از كنار زمین گذشت.

با این حساب مطالعه خرده‌سیاركهای نزدیك به زمین علاوه بر افزایش شناخت دانشمندان نسبت به نمونه‌های فضایی باستانی، سطح آگاهی بشر را درباره احتمال برخورد آنها با زمین و مطالعه راه‌های جلوگیری از آن نیز ترقی می‌دهد. نكته سومی كه باید به این موضوعات اضافه كنیم این است كه خرده‌سیاركها منابع عظیمی از مواد خام می‌باشند كه در شتاب جاذبه صفر منتظر معدنكاران فضایی به سر می‌برند. شتاب جاذبه بسیار اندك خرده‌سیاركها، برداشت مواد خام از آنها را به منظور ساخت تجهیزات مورد نیاز فضانوردان آینده در مسیرهای طولانی فضایی بسیار مقرون به صرفه و آسان می‌نماید.

هرگونه استفاده شخصی ازین مطلب یا نقل قول ویا انتشار یا هر استفاده دیگر منوط به اجازه کتبی میباشد