دیروز و فردای حلقه‌های مریخ؛ سیاره‌ای که امروز حلقه ندارد
ما سیارات منظومه شمسی را با ویژگی‌های خاصی می‌شناسیم؛ مشتری بزرگترین است، عطارد نزدیکترین به خورشید و مریخ سیاره قرمز رنگ است. اگرچه تنها زحل به حلقه‌هایش مشهور است (چرا که از زمین با یک ...
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
ما سیارات منظومه شمسی را با ویژگی‌های خاصی می‌شناسیم؛ مشتری بزرگترین است، عطارد نزدیکترین به خورشید و مریخ سیاره قرمز رنگ است. اگرچه تنها زحل به حلقه‌هایش مشهور است (چرا که از زمین با یک تلسکوپ کوچک هم دیده می‌شوند)، اما سامانه‌های حلقه‌ای در منظومه شمسی رایج هستند: مشتری، اورانوس و نپتون هم همگی حلقه دارند.
این در حالی است که هیچ یک از سیارات سنگی کوچک منظومه‌مان حلقه ندارند. اما آیا ممکن است مریخ، نزدیکترین همسایه‌مان، روزگاری حلقه‌هایی داشته و روزی در آینده دوباره حلقه‌دار شود؟ این بار قمرهای مریخ هستند که داستان شگفت‌انگیزی را روایت میکنند.
نظریه حلقه‌های مریخ در سال 2017 توسط دانشمندان دانشگاه «پردو» در«ایندیانا» که از سوی ناسا پشتیبانی می‌شوند، مطرح و یافته‌هایشان در مجله «نیچر جئوساینس» منتشر شد. «مینتون» و «هسلبروک» مدلی را توسعه دادند که نشان می‌دهد بقایایی که در حدود ۴.۳ میلیارد سال پیش از برخورد یک سیارک یا جسمی دیگر به مریخ به فضا پرتاب شدند، بین تبدیل شدن به یک حلقه دور سیاره یا پیوستن به هم برای ایجاد یک قمر در تغییر بودند.
یک تئوری حاکی از آن است که حوضه قطب شمال مریخ معروف به حوضه بورِئالیس، که حدود 40 درصد از نیمکره شمالی مریخ را پوشش می‌دهد، به علت این برخورد به وجود آمده و بقایای برخورد به فضا پرتاب شدند. به عقیده این دانشمندان، این برخورد عظیم می‌تواند باعث انفجار و فرستادن مواد کافی برای ایجاد یک حلقه، از سطح مریخ به فضا باشد.
مدل پیشنهادی آن‌ها نشان می‌دهد که حلقه پس از تشکیل شدن، در حالی که دیگر بقایای برخورد به آرامی از سیاره سرخ دور می‌شدند و گسترش می‌یافتند، به تدریج منسجم شد و در نهایت یک قمر را تشکیل داد.
با گذشت زمان نیروی جاذبه مریخ می‌توانست که آن قمر را به سمت خود بکشد تا جایی که به حد رُوش برسد: فاصله‌ای نسبت به سیاره که اگر جرم دیگری، که تنها توسط نیروی گرانش خودش منسجم مانده و فاقد استحکام کششی است، از آن نزدیکتر شود توسط نیروهای کِشندی سیاره از هم گسسته می‌شود. در واقع نیروهای کشندی سیاره بر نیروی جاذبه بین ذرات آن جرم سماوی غلبه میکنند.
مریخ دو قمر دارد: «فوبوس» با قطر 22 کیلومتر و «دیموس» با قطر 12 کیلومتر. دیموس دورتر قرار گرفته و کمی بیش از یک روز مریخی طول می‌کشد تا یکبار به دور آن بچرخد. فوبوس نزدیکتر است و هر ۷.۵ ساعت یک دور می‌زند. فوبوس به مرور زمان در حال نزدیکتر شدن به مریخ است.
طبق این مدل، فوبوس با رسیدن به حد روش از هم می‌پاشد و مجموعه‌ای از حلقه‌ها را در حدود 70 میلیون سال ایجاد می‌کند. بسته به محل حد روش، این چرخه ممکن است بین سه تا هفت بار در میلیاردها سال تکرار شده باشد.
هر بار که یک قمر از هم پاشیده می‌شود، از حلقه حاصل شده دوباره قمری دیگر شکل می‌گیرد. در این حالت قمر جرم زیادی را از دست می‌دهد چرا که ذرات حلقه بطور مداوم از مدار خارج و در فضا دور می‌شوند. اندازه این قمر جانشین پنج بار کوچکتر است. بخشی از باقی مواد ممکن است بر سیاره ببارند و احتمالا این بارش بتواند رسوبات اسرارآمیزی را که در نزدیکی استوای مریخ کشف شده، توضیح دهد.
نظریه‌های دیگر بر این باورند که برخوردی که منجر به تشکیل حوضه قطب شمال مریخ شد، از ابتدا باعث تشکیل فوبوس شده است؛ اما از دیدگاه مینتون بعید است که این قمر توانسته باشد در تمام این مدت دوام یابد.
پژوهش بر فرضیه حلقه‌های مریخ در اینجا خاتمه نیافت. پس از گذشت سه سال در ژوئن 2020 مقاله‌ای جدید منتشر شد که در آن دانشمندان از موسسه «SETI» و دانشگاه پردو شواهدی را مبنی بر وجود حلقه‌های مریخ در چند میلیارد سال پیش ارائه کردند. یافته‌های آن‌ها می‌تواند توضیح دهد که چرا کوچکترین ماه مریخ، دیموس مداری غیرمعمول دارد و کمی منحرف است.
مدار هر دو قمر کوچک مریخ تقریبا در صفحه استوای مریخ قرار دارند، صفحه‌ای فرضی که از گسترش استوای مریخ در فضا به وجود می‌آید. در این صورت باید هر دو همزمان با مریخ شکل گرفته باشند.
اما در نگاه دقیقتر مدار دیموس حدود دو درجه انحراف دارد که تا پیش از این مسئله‌ای غیرعادی و بدون توضیح بود؛ با این وجود به عنوان نکته‌ای مهم برای شناسایی مریخ مورد توجه قرار نمی‌گرفت.
نویسنده ارشد مقاله، «ماتیا کاک» بیان می‌کند که وقتی ایده جدیدی داشتیم و با نگاهی تازه به آن توجه کردیم، شیب مداری دیموس راز بزرگی را فاش کرد.
اکنون به نظر می‌رسد که این ناهنجاری کوچک سرنخ مهمی از گذشته جالب سیاره سرخ باشد. پژوهش جدید در مورد شکلگیری حلقه‌های مریخ، از نگاه قمر دیموس به بررسی ماجرا می‌پردازد.
مینتون و هسلبروک پیشنهاد کرده بودند که فوبوس، آخرین بازمانده از چرخه تکرار شونده حلقه_قمر است. در این مدل، قمر در لبه خارجی حلقه تشکیل می‌شود و سپس در میان برهمکنش گرانشی با حلقه به سمت خارج و فضا حرکت می‌کند. حلقه به مرور از سمت سیاره شروع به از دست دادن جرم خود می‌کند و هنگامی که به میزان کافی تخلیه شود، قمر به علت نیروهای کشندی سیاره به سمت داخل حرکت خواهد کرد. اما این ایده چگونه با سناریوی جدید مربوط به دیموس ارتباط دارد؟
به گفته پژوهشگران، یک قمر تازه متولد شده هم از حلقه و هم از مریخ دور می‌شود و در جهت مخالف حرکت فعلی فوبوس حرکت می‌کند. یک قمر مهاجر به سمت خارج، درست در خارج از حلقه‌ها، می‌تواند تشدید مداری را تجربه کند. تشدید مداری موقعیتی است که دو جرمِ در حال چرخش، به طور دورهای و منظم تحت تأثیر گرانش یکدیگر قرار گیرند مانند دو قمر بزرگ سیاره مشتری.
تشدیدهای مداری قابل پیش‌بینی هستند. می‌توان گفت که فقط قمری که به سمت خارج حرکت کند، می‌توانسته به شدت بر دیموس تاثیر گذاشته و باعث انحراف مداری آن شده باشد. این یعنی مریخ حتما دارای حلقه‌ای بوده که قمر داخلی را به بیرون هل می‌داده است.
کاک و همکارانش استنباط میکنند که جرم قمری که باعث چنین تاثیری بر مدار دیموس شده، 20 برابر فوبوس بوده و پدربزرگ او به حساب می‌آید که بیش از سه میلیارد سال پیش وجود داشته است. پس از آن دو چرخه حلقه_قمر دیگر تا رسیدن به فوبوس اتفاق افتاده است.
بهترین پیش‌بینی از زمان شکلگیری این قمر حدود ۳.۵ میلیارد سال قبل است که کاملا با محاسبه هسلبروک و مینتون در مورد زمانی که مریخ قمری با جرم 20 برابر فوبوس داشته منطبق است. زمانی که حلقه از بین رفت، پدربزرگ همانند وضع فعلی فوبوس شروع به سقوط کرد. همچنین فوبوس از دیموس بسیار جوان‌تر شناخته شده؛ شاید در حدود 200 میلیون سال سن در مقابل چند میلیارد سال سن دیموس، که با این سناریو نیز متناسب است.
از سوی دیگر دانشمندان می‌دانند که فرآیند حلقه باید یک روند معمول در منظومه شمسی باشد؛ چرا که مشتری، زحل، اورانوس و نپتون همگی حلقه دارند و در سال 2014 اخترشناسان سیارکی را به نام «چاریکلو» با دو حلقه متراکم و باریک کشف کردند.
این نخستین باری بود که حلقه‌هایی به دور جرمی در منظومه شمسی کشف می‌شد که از سیارات غول پیکر گازی یا یخی کوچکتر است. چاریکلو، عضوی از گروه سیارک‌هایی به نام قنطورسی‌ها است که بین مشتری و نپتون در مدارند. در سال 2017 نیز حلقه‌ای در اطراف سیاره کوتوله به نام «هامیا» که ورای نپتون در کمربند کویپر قرار دارد، کشف شد.
آژانس فضایی ژاپن قصد دارد در سال 2024 ماموریت جدیدی را به فوبوس بفرستد که نمونه‌هایی را برای فرستادن به زمین جمع‌آوری کند. دانشمندان امیدوارند که این ماموریت سرنخ‌های بیشتری در مورد حلقه‌های مریخ و قمر بزرگی که فوبوس از آن آمده، فراهم کند.
واقعا جذاب خواهد بود اگر بتوانیم به گذشته برگردیم و حلقه‌های مریخ را ببینیم اما هنوز هم میتوانیم با مطالعه سرنخ‌های به جا مانده در دو قمر این سیاره گذشته را تصویر و در مورد آن مطالعه کنیم.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.