شاید سیارک «وستا» تکه‌ای از یک سیاره منظومه شمسی باشد

گروهی از پژوهشگران علوم سیاره‌ای معتقدند سیارک «وستا» می‌تواند تکه‌ بزرگی از یک سیاره منظومه شمسی باشد که ۴.۵ میلیارد سال پیش، پس از یک برخورد سهمگین از سیاره‌ مادر خود جدا شده و به فضا پرتاب شده است.

کد خبر: ۸۰۱۰۷۹

تاریخ: ۱۸ ارديبهشت ۱۴۰۴ - ۰۳:۰۳

به گزارش ایران اکونومیست، نتیجه‌گیری پژوهشگرانی که میدان گرانشی سیارک «وستا»(Vesta) و نحوه حرکت این سیارک را در فضا با دقت نقشه‌برداری کرده‌اند، نشان می‌دهد این سیارک ممکن است بخشی از یک سیاره در منظومه شمسی باشد. اگر فرضیه آنها درست باشد، این ایده که خود وستا در واقع یک پیش‌سیاره متوقف‌شده است، رد می‌شود. تصور بر این است که در طول تولد منظومه شمسی، سیارات طی فرآیندی به نام «برافزایش هسته» تشکیل شده‌اند و رشد کرده‌اند و سپس با جذب بقایای سنگی و افزودن جرم از طریق برخورد با پیش‌سیاره‌های دیگر، خود را ساخته‌اند.

به نقل از اسپیس، تاکنون تصور می‌شد وستا آخرین پیش‌سیاره و بقایایی از روزهای اولیه منظومه شمسی ما بوده است که به دلایلی هرگز به یک سیاره کامل تبدیل نشد. وستا به عنوان دومین جرم بزرگ در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری، ۵۲۵ کیلومتر قطر دارد. فضاپیمای «داون»(Dawn) ناسا بین سال‌های ۲۰۱۱ و ۲۰۱۲ از وستا بازدید کرد و داده‌هایی را به دست آورد که اکنون باعث شده دانشمندان علوم سیاره‌ای درباره ماهیت این سیارک دچار تردید شوند.

بررسی‌های اولیه‌ داون درباره وستا نشان داد که این سیارک از یک پوسته‌ بیرونی، یک گوشته و یک هسته‌ی فلزی تشکیل شده است. این تمایز زمانی رخ می‌دهد که یک جرم آن قدر گرم باشد تا عناصر سنگین به مرکز آن فرو بروند. این همان اتفاقی است که درون زمین و سایر سیاره‌های سنگی منظومه شمسی رخ داد.

دانشمندان با انجام دادن آزمایش‌های گرانشی، گشتاور اینرسی وستا را اندازه‌گیری کردند. سیگنال‌های رادیویی که از گذشته وستا به زمین می‌رسند، تحت تأثیر گرانش دچار جابه‌جایی داپلر می‌شوند. سیگنال‌های جابه‌جاشده با تصاویر داون از قطب وستا و سرعت چرخش آن همراه شدند. دانشمندان با استفاده از این تصاویر توانستند گشتاور اینرسی و ساختار داخلی وستا را مدل‌سازی کنند. بررسی‌های اولیه در سال ۲۰۱۲ نشان داد که وستا یک هسته متمایز دارد. این همان چیزی است که باعث شد وستا به عنوان یک پیش‌سیاره توصیف شود.

انجام دادن این اندازه‌گیری‌ها دشوار است و حاشیه خطای قابل توجهی را به جا می‌گذارد. اکنون سال‌ها پس از انجام شدن این اندازه‌گیری‌ها، روش‌های تنظیم و پردازش داده‌های گرانش بهبود یافته‌اند و یک تحلیل اصلاح‌شده اکنون به نتیجه‌ متفاوتی با سال ۲۰۱۲ رسیده است. نتیجه جدید این است که وستا هسته متراکم ندارد. «سث یاکوبسون»(Seth Jacobson) پژوهشگر «دانشگاه ایالتی میشیگان» و سرپرست این پژوهش گفت: فقدان هسته بسیار تعجب‌آور بود. این یک روش واقعا متفاوت را برای تفکر درباره وستا فراهم می‌کند.

با وجود این، این یافته‌های به‌روزرسانی‌شده درباره وستا آن را به نوعی پارادوکس تبدیل می‌کنند. سطح وستا پوشیده از مواد آتشفشانی و بازالتی است. آتشفشان‌ها گرما تولید می‌کنند تا فضای داخلی را به اندازه کافی نرم کنند و بدین ترتیب، عناصر سنگین‌تر به سمت هسته فرو بروند اما همان طور که دیده‌ایم، داده‌های گرانشی می‌گویند که این اتفاق رخ نداده است. با وجود این، شواهد به‌دست‌آمده از شهاب‌سنگ‌های موسوم به «هواردیت-یوکریت-دیوژنیت‌« که در مقطعی طی یک برخورد دهانه‌ساز از وستا جدا شده‌اند، این تفسیر آتشفشانی را تأیید می‌کنند.

دانشمندان چگونه می‌توانند آتشفشان‌های گسترده را با عدم تمایز تطبیق دهند؟ یاکوبسون دو احتمال را مطرح می‌کند. نخست این که وستا شروع به تمایز یافتن کرده اما سپس متوقف شده است. ما می‌دانیم که وستا حاوی سنگ‌های آتشفشانی است اما شاید مدتی آتشفشان کافی برای گرم نگه داشتن فضای داخلی وستا وجود نداشته تا کاملا تمایز یابد.

شواهد در واقع این ایده را مورد تأیید قرار نمی‌دهند زیرا ویژگی‌های شهاب‌سنگ‌های هواردیت-یوکریت-دیوژنیت ‌که می‌دانیم از وستا آمده‌اند، از آن پشتیبانی نمی‌کنند. یاکوبسون گفت: ما مطمئن هستیم که این شهاب‌سنگ‌ها از وستا آمده‌اند اما آنها شواهد آشکاری را از تمایز ناقص نشان نمی‌دهند.

احتمال دوم که توضیح ترجیحی یاکوبسون است، می‌گوید که خود وستا باید طی یک برخورد سهمگین از یک سیاره جدا شده باشد. اگر وستا از یک سیاره متمایز دیگر که آتشفشان‌های گسترده‌ای را تجربه کرده است آمده باشد، آن گاه توضیح می‌دهد که چرا وستا حاوی سنگ‌های آتشفشانی است اما متمایز نیست.

این فرضیه جدیدی نیست. یاکوبسون پیش از این گفته بود که بسیاری از شهاب‌سنگ‌های سقوط‌کرده‌ به زمین در اصل بخشی از تکه‌های بزرگی بوده‌اند که در دوران اولیه و پر از هرج‌ومرج منظومه شمسی حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش در اثر برخوردهای سهمگین از سیاره‌ها جدا شده‌اند.

اگر وستا از یک سیاره جدا شده باشد، بدان معناست که سیارک‌های دیگر نیز می‌توانند قطعات جداشده‌ از سیاره‌ها باشند. چندین ماموریت در مسیر خود به سمت سیارک‌ها آزمایش‌های گرانشی مشابهی را انجام خواهند داد تا در کنار وظایف دیگر، ساختار داخلی آنها را نیز مدل‌سازی کنند. این یافته‌ها می‌توانند آنچه را که ما درباره سیارک‌ها می‌دانیم، تغییر دهند.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.