آیا سیاره زهره قمر خود را بلعیده است؟

کد خبر: ۹۳۹۰۵۹ تاریخ انتشار: ۲۰ : ۱۶ – ۲۱ شهریور ۱۴۰۵

آیا ممکن است سیاره زهره قمر خودش را بلعیده باشد؟ پژوهشگران با انجام مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که زهره در صورت داشتن قمر، نمی‌توانست آن را به‌صورت پایدار در مدار خود حفظ کند. به گزارش انتخاب، زومیت: پژوهشگران با انجام مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که زهره در صورت داشتن قمر، نمی‌توانست آن را به‌صورت پایدار در مدار خود حفظ کند. دانشمندان ممکن است سرانجام دلیل بی‌قمر بودن زهره، سیاره همزاد زمین را یافته باشند. بر اساس یافته‌های جدید، داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی ممکن است قمر طبیعی‌اش را از بین برده یا به عبارت دقیق‌تر، «بلعیده» باشد. زهره به‌دلیل اندازه، جرم، ترکیب سنگی و فاصله‌اش از خورشید، اغلب به عنوان همزاد زمین شناخته می‌شود؛ اما این دو سیاره تفاوت‌های چشمگیری نیز دارند. دمای سوزان زهره که قادر به ذوب سرب است، فشار سطحی فوق‌العاده زیاد، بادهای شدید و پرسرعت و ابرهای اسید سولفوریک، از جمله مهم‌ترین تفاوت‌های زمین و زهره هستند.

با این حال، شاید کلیدی‌ترین تفاوت که از فاصله دور نیز قابل مشاهده است، این است که زمین دارای یک ماه دائمی است، در حالی که زهره فاقد قمر است. در واقع، تنها سیاره‌های منظومه شمسی که قمر ندارند، زهره، دومین سیاره از خورشید، و عطارد، نزدیک‌ترین سیاره به خورشید هستند. دانشمندان سال‌هاست که درباره این پرسش بحث می‌کنند که آیا زهره از ابتدا بدون قمر بوده یا اینکه زمانی قمر داشته و به‌نحوی آن را از دست داده است. اکنون گروهی از پژوهشگران ممکن است به پاسخ این پرسش رسیده و سرنوشت احتمالی قمری فرضی که زمانی به دور زهره می‌چرخیده را مشخص کرده باشند.

استیون کین، پژوهشگر دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و سرپرست گروه پژوهشی به اسپیس‌دات‌کام گفت: «من همیشه مجذوب شکل‌گیری و تکامل قمرها در منظومه شمسی، به‌ویژه زهره بوده‌ام؛ زیرا پژوهش من بر تکامل این سیاره و احتمال سکونت‌پذیری آن در گذشته متمرکز است. زهره همزاد زمین است و هر دو تقریباً از نظر اندازه، جرم و ترکیب یکسان هستند. با این حال، زمین یک ماه بزرگ دارد، در حالی که زهره اصلاً قمر ندارد؛ حتی یک قمر کوچک به‌دام‌افتاده هم ندارد.» کین افزود: «بدون تردید زهره مانند زمین برخوردهای فراوانی را تجربه کرده است؛ بنابراین فرصت کافی و چه بسا بیشتر از زمین برای شکل‌گیری قمری مشابه ماه ما داشته است.»

با همین فرض، کین و همکارانش یک شبیه‌سازی اجرا کردند تا دریابند که قمر احتمالی در اطراف زهره چه سرنوشتی می‌توانست داشته باشد. به‌گفته کین، این همان سازوکار فیزیکی حاکم بر برهم‌کنش زمین و ماه است که باعث می‌شود ماه به‌آرامی از زمین فاصله بگیرد. پژوهشگران محاسبات خود را برای طیف گسترده‌ای از حالت‌های ممکن، از سرعت چرخش زهره گرفته تا جرم احتمالی قمر آن، انجام دادند و برای اطمینان از نتایج، از دو مدل ریاضی مستقل برای توصیف اثرات کشندی استفاده کردند. در نظر گرفتن حالات مختلف با این هدف انجام شد که نتیجه‌گیری‌ها به یک مجموعه فرضیات خاص وابسته نباشند.

پژوهشگران دریافتند که در بیشتر حالت‌ها، قمر زهره برخلاف ماه زمین نمی‌توانست با خیال راحت به سمت بیرون مهاجرت کند. در عوض، مدل‌سازی نشان داد که چنین قمری سرانجام جهت حرکتش را معکوس می‌کرد و با حرکت مارپیچی به سمت سیاره کشیده می‌شد تا جایی که گرانش سیاره آن را متلاشی کند. کین و همکارانش همچنین دریافتند که حتی اندازه بسیار بزرگ هم نمی‌توانست بقای قمر زهره را تضمین کند. کین افزود: «یکی از نکات جالب این است که قمر سنگین‌تر سریع‌تر نابود می‌شود؛ زیرا قمر پرجرم، انرژی چرخش زهره را آن‌قدر بهینه تخلیه می‌کند که به تسریع نابودی خودش منجر می‌شود.»

«بنابراین، قمر باقی‌مانده باید اندازه‌ای متوسط داشته و به دور زهره‌ای جوان و با چرخش سریع می‌چرخیده است؛ شرایطی که با تصور ما از وضعیت زهره در دوران اولیه شکل‌گیری‌اش همخوانی ندارد.» ممکن است هیچ‌گاه نتوانیم با قطعیت بفهمیم که آیا زهره واقعاً قمر خودش را نابود کرده است یا نه؛ چراکه کین معتقد است جمع‌آوری شواهد مستقیم از طریق رصدهای نجومی بسیار دشوار خواهد بود. به‌گفته کین، قمری که میلیاردها سال پیش از بین رفته باشد، احتمالاً رد مستقیم بسیار اندکی به جا گذاشته که به راحتی قابل شناسایی نیست.

با این حال، راه‌های غیرمستقیمی وجود دارد. برای مثال، اگر قمر نابود شده و بقایای آن روی زهره ریخته باشند، ممکن است ردپای شیمیایی مشخصی در سطح یا جو سیاره بر جای مانده باشد. مأموریت‌های آینده به زهره، از جمله کاوشگر داوینچی ناسا که نام کامل آن «بررسی گازهای نجیب، شیمی و تصویربرداری از جو عمیق زهره» است، ترکیب جو این سیاره را با جزئیات بررسی خواهند کرد. اگر مأموریت‌هایی مانند داوینچی بتوانند به درک بهتر ساختار درونی زهره کمک کنند، مدل‌هایی مانند نمونه به‌کاررفته در پژوهش کین و همکارانش نیز دقیق‌تر خواهند شد؛ زیرا نتایج چنین مدل‌هایی به ویژگی‌های درونی زهره وابسته‌اند؛ خصوصیاتی که در حال حاضر شناخت چندان دقیقی از آن‌ها نداریم.

کین گفت: «آزمون گسترده‌تری هم خارج از منظومه شمسی وجود دارد. نتایج ما پیش‌بینی می‌کنند که سیاره‌های مشابه زهره و با چرخش آهسته در اطراف ستاره‌های دیگر، عموماً نباید قمرهای بزرگی داشته باشند. بنابراین، با آغاز جست‌وجوی قمرها در اطراف سیاره‌های فراخورشیدی، این پیش‌بینی در نهایت می‌تواند با داده‌های واقعی مقایسه و آزمایش شود.» اگر قمر نابود شده و بقایای آن روی زهره ریخته باشند، ممکن است ردپای شیمیایی مشخصی در سطح یا جو سیاره بر جای مانده باشد. کین و همکارانش قصد ندارند تا زمان رسیدن داده‌های بیشتر از زهره یا حتی سیاره‌های فراخورشیدی مشابه زهره، دست روی دست بگذارند. در همین فاصله، موضوعات زیادی برای بررسی دارند. کین گفت: «پیامدهای متعددی در پژوهش ما وجود دارد که دوست دارم آن‌ها را بیشتر بررسی کنم. یکی از این موارد، آثار ترکیبی و جوی رویداد بلعیده‌شدن قمر توسط زهره است که شاید همین حالا هم بتوان آن‌ها را آزمایش کرد. همچنین می‌خواهم آثار مشابه را در عطارد و مریخ بررسی کنم و مطالعات بیشتری روی نمونه‌های سیاره‌های فراخورشیدی انجام دهم؛ مکان‌هایی که ممکن است چنین سناریوهایی از برخورد و نابودی قمر را تجربه کرده باشند.»