قاتلان کیهان؛ سیارک‌های مرگبار

زمین در درازنای تاریخ 4.6 میلیارد ساله‌ی خود، بارها توسط سنگ‌های فضایی داغ، یا گاهی سرد آسیب‌های جدی و سطحی دیده و دوباره ساخته شده.
این سنگ‌های فضایی اسامی مختلفی دارند که مهم‌ترین آن‌ها سیارک‌ها هستند.
سیارک‌ها اجرامی هستند که نه نیت دارند و نه دشمن‌اند. آن‌ها فقط قطعات سنگی یا آهنی به هم پیوسته هستند که در مداری دور یک ستاره یا دور از منظومه‌ها، در فضای خالی کیهان حرکت می‌کنند. اما همین بی‌تفاوتی آنها را به یکی از مرگبار‌ترین قاتلان کیهان تبدیل کرده‌است؛ برخورد تنها یک سیارک کافی‌ است تا آب‌وهوا تغییر کند، زنجیره‌ی حیات فروبپاشد و تمدن‌ها پیش از آن‌ که اقدامی انجام دهند، محو شوند. در ادامه با سیارک‌های منظومه‌ی شمسی که می‌توانند تهدیدی جدی برای حیات زمینی باشند آشنا‌ می‌شویم:

سیارک دقیقاً چیست؟

سیارک‌ها اجرامی سنگی یا فلزی هستند که عمدتاً در یک منظومه‌ی ستاره‌ای شکل گرفته‌اند و معمولاً در مدارهایی پایدار یا نیمه‌پایدار به دور ستاره‌ی شان حرکت می‌کنند. اندازه‌ی آن‌ها می‌تواند از چند متر تا صدها کیلومتر متغیر باشد.
در این مقاله چگونگی تشکیل سیارک‌های منظومه‌ی شمسی را بررسی نمی‌کنیم اما برای آشنایی دقیق با ساختار سیارک‌ها، مقالات کمربند سیارکی و کمربند کویپر را مطالعه کنید.

کدام سیارک‌ها برای ما خطرناک‌اند؟

منظومه‌های ستاره‌ای معمولاً میزبان تعداد زیادی سیارک و تکه‌سنگ‌های سرگردان هستند و منظومه‌ی شمسی نیز از این قاعده مستثنی نیست. هزاران سیارک شناخته‌شده در منظومه‌ی شمسی وجود دارد، اما همه‌ی آن‌ها جزء سیارک‌های خطرناک برای زمین محسوب نمی‌شوند. بسیاری از سیارک‌ها میلیون‌ها کیلومتر از زمین فاصله دارند و در مدارهایی پایدار حرکت می‌کنند؛ این اجرام، حتی در بازه‌های زمانی بسیار طولانی نیز شانسی برای برخورد با زمین ندارند.

خطر زمانی آغاز می‌شود که مسیر حرکت یک سیارک، به مدار زمین نزدیک شود؛ این سیارک‌ها گاهی در ابتدا دارای مدار نزدیک به زمین و گاهی دور از آن بوده‌اند و حالا تحت تاثیر گرانش اجرام بزرگ‌تر، از مدار خود منحرف شده‌اند. اگر انحراف مداری آن‌ها، مسیر جدید حرکتشان را به سمت زمین تنظیم کند، مدار جدید آن‌ها با مدار زمین در یک یا چند نقطه متقاطع می‌شود. در چنین شرایطی، تنها یک بدشانسی کیهانی کافی است تا برخوردی مرگبار رقم بخورد.

به این دسته از اجرام، سیارک‌های نزدیک زمین یا NEO (Near Earth Objects) گفته می‌شود. سیارک‌هایی که فاصله‌ی آن‌ها به‌اندازه‌ای کم است که باید به‌طور مداوم زیر نظر گرفته شوند.

مهم‌ترین NEOهای منظومه‌ی شمسی

منظور از فاصله‌ی کم، فاصله‌ی مداری کم است. بیشتر سیارک‎‌ها به دلیل جرم کم، اغلب دارای مدار‌های به شدت کشیده و بیضوی هستند، بنابراین در زمان‌های مختلف در فاصله‌ی متفاوتی از خورشید و دیگر اجرام نظیر زمین قرار می‌گیرند. به همین دلیل ممکن است سیارکی فاصله‌ی زیادی از زمین داشته‌باشد، ولی مدار آن نزدیک مدار زمین باشد، پس این سیارک ممکن است تهدیدی برای حیات زمینی باشد.

(در مقاله‌ی بررسی جامع اجرام درون یک منظومه، در بخش سیارات اطلاعات بیشتری در مورد نوع مدارها موجود است.)

قوی‌ترین تهدیدات سیارکی منظومه‌ی شمسی عبارت‌اند از:

سیارک آپوفیس (99,942 Apophis)

سیارک آپوفیس یکی از مشهورترین سیارک‌های نزدیک زمین است که در سال ۲۰۰۴ توسط رصدخانه‌ی Kitt Peak کشف شد و در همان ابتدا احتمال برخورد آن با زمین، نگرانی‌های جدی ایجاد کرد.
این سیارک حدود ۳۷۰ متر قطر دارد و از نظر اندازه، در صورت برخورد می‌تواند خسارتی در مقیاس منطقه‌ای یا حتی فرامنطقه‌ای ایجاد کند.

آپوفیس در سال ۲۰۲۹ از فاصله‌‌ی تقریباً 37,000 کیلومتری (کمتر از فاصله‌ی برخی ماهواره‌ها) از کنار سیاره‌ی ما عبور خواهد کرد. اگرچه محاسبات نشان می‌دهد برخوردی در کار نیست، اما همین عبور نزدیک، فرصت بی‌نظیری برای مطالعه‌ی اثرات گرانش زمین بر ساختار و مدار یک سیارک فراهم می‌کند. به همین دلیل، آپوفیس به یکی از مهم‌ترین اهداف رصدی تلسکوپ‌ها و رادارهای سیاره‌ای تبدیل شده است. البته به نظر می‌رسد با توجه به مدار این سیارک، احتمال برخورد آن به زمین در گذرهای بعدی آن از کنار زمین رد نمی‌شود. هرچند معادلات مداری بیش از دو جسم هرگز دقیق نیستند، اما ممکن است چند هزار سال بعد این سیارک به زمین برخورد کند.(فعلا خطری از سوی این سیارک ما را تهدید نمی‌کند.)

سیارک بنو (101,955 Bennu)

بنو یکی از کاوش‌ شده ترین و شاید خطرناک ترین سیارک‌های شناخته‌شده از نظر آماری است. نه به این معنا که برخورد آن حتمی است، بلکه به دلیل مدار نزدیک و رفتار گرانشی پیچیده‌اش این لقب را از آن خود کرده. این سیارک حدود ۵۰۰ متر قطر دارد و در فهرست اجرام نیازمند پایش دائمی قرار گرفته است.

بنو آن‌قدر مهم بود که ناسا کاوشگر OSIRIS-REx را در سال 2016 به سوی آن ارسال کرد.
این فضاپیما نه‌تنها از بنو نمونه‌برداری کرد، بلکه اطلاعات دقیقی از ترکیب، چگالی و رفتار حرارتی آن به زمین فرستاد.
نام این کاوشگر مخفف (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) است.

سیارک دیدیموس (Didymos)

دیدیموس یک مجموعه‌سیارک دوتایی است؛ یعنی یک جرم اصلی دارد و یک قمر کوچک که به دور آن می‌چرخد. همین ویژگی آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای آزمایش فناوری‌های دفاع سیاره‌ای(Planetry Defense) تبدیل کرد.

در سال ۲۰۲۲، مأموریت (Demonstration for Autonomous Rendezvous Technology)DART ناسا عمداً به قمر کوچک دیدیموس به نام دیمورفوس(Dimorphous) برخورد کرد تا مدار آن را تغییر دهد.
این اولین آزمایش عملی بشر برای منحرف‌کردن مسیر یک جرم آسمانی بود. نتیجه‌ی این برخورد نشان داد که تغییر مدار سیارک‌ها (دست‌کم در برخی شرایط) امکان‌پذیر است.
تجربه‌ی دارت ثابت کرد که بشر در برابر تهدیدات سیارکی، کاملاً دست‌بسته نیست.

سیارک TK7 2010

سیارک 2010 TK7 یکی از عجیب‌ترین و خاص‌ترین سیارک‌های شناخته‌شده‌ی منظومه‌ی شمسی است.
زیرا نخستین سیارک تروجان زمین محسوب می‌شود. این سیارک در یکی از نقاط لاگرانژی سامانه‌ی زمین–خورشید (نقطه‌ی L4) قرار دارد؛ ناحیه‌ای گرانشی که باعث می‌شود یک جرم بتواند برای مدت‌های طولانی، تقریباً هم‌زمان با زمین به دور خورشید بچرخد.
به بیان ساده، 2010 TK7 نه به زمین برخورد می‌کند و نه از آن دور می‌شود، بلکه مانند یک همراه نامرئی، در مداری پایدار اما نوسانی، زمین را دنبال می‌کند.

ولی پایدار بودن لزوماً به معنی بی‌خطر بودن نیست. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که مدار این سیارک در بازه‌های زمانی بسیار طولانی می‌تواند دچار ناپایداری شود و از موقعیت تروجان خارج گردد. به همین دلیل، 2010 TK7 نمونه‌ای مهم برای اخترشناسان است تا بفهمند چگونه سیارک‌هایی که امروز بی‌خطر به نظر می‌رسند، ممکن است در آینده‌های بسیار دور به اجرامی غیرقابل پیش‌بینی تبدیل شوند.
این سیارک یادآور این واقعیت است که خطر همیشه از اعماق فضا نمی‌آید؛ گاهی درست کنار ما، در سایه‌ی گرانش زمین، پنهان شده است.

وضعیت حرکت 2010 TK7 از 1600 تا 2500 میلادی از دو زاویه‌ی متفاوت؛ موقعیت این سیارک نسبت به زمین همیشه در یک حلقه‌ی متحرک بین L₄ و L₅ است.

شناسایی NEOها و دیگر اجرام خطرناک

برای مقابله با هر تهدیدی، ابتدا باید بتوانیم آن را ببینیم و بشناسیم. خوشبختانه تلسکوپ‌ها اینجا هم به داد بشریت رسیده‌اند و برای شناسایی اجرام کوچک خطرناک از تلسکوپ‌های فضایی و رصدخانه‌های زمینی بسیاری استفاده می‌شود؛ یکی از این رصدخانه‌ها، مجموعه‌ تلسکوپ‌های ATLAS است که پیش تر نیز به آن اشاره کردیم.
ATLAS یا Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System، سامانه‌ی هشدار نهایی برخورد سیارک با زمین است. همان‌طور که از نام اطلس برمی‌آید، این سامانه قرار است اجرامی که واقعاً در مسیر برخورد با زمین هستند را شناسایی کرده و به ما هشدار دهد. اطلس دقیقا برای دفاع سیاره‌ای طراحی شده و می‌تواند از چند هفته تا چند روز پیش از برخورد به ما هشدار دهد که این زمان اگرچه برای انجام عملیات دفاع و تغییر مدار مؤثر کافی نیست اما برای ارزیابی خطر، آماده‌سازی‌های اولیه و کاهش خسارات جانی نسبتاً مناسب است. به غیر از ATLAS، رصدخانه‌های NEOWISE و Pan-STARRS هم برای پایش و شناسایی NEOها طراحی شده‌اند.

برخورد سیارک‌ها؛ آزمون نهایی حیات

بیرون از زمین ما سنگرهایی داریم که آنها قادراند برخی از سیارک‌ها را منحرف یا منهدم کنند. با سنگرهایی که خودمان ساخته‌ایم در بخش‌های قبلی آشنا شدید، اما سنگری قدرتمند در فضا وجود دارد که گاهی به طرز معجزه‌آسایی از ما حفاظت می‌کند؛ و این سنگر چیزی نیست جز گرانش مشتری.
مشتری با اینکه چندین واحد نجومی از زمین فاصله دارد، اما میدان گرانشی آن همچنان قدرتمندانه بر اجسام کوچک نزدیک زمین تأثیر می‌گذارد. مشتری همیشه تهدید بسیاری از NEOها را بدون اینکه حتی ما متوجه شویم رفع می‌کند. البته باید توجه داشت که این انحراف مدار لزوماً همیشه در جهت منافع زمین نیست و گرانش مشتری ممکن است برای ما خطرآفرین باشد. یک هدایت اشتباه توسط مشتری ممکن است سیارکی مرگبار را به سمت زمین براند. ولی نکته‌ی جالب این است که مشتری تاکنون به طرز عجیبی به سود زمین زمین عمل کرده است. گویا این سپر گرانشی هدیه‌ی خوبی از طرف کیهان به ما بوده‌است.

وقتی تمام پروژه‌های نظیر دارت برای انحراف یا انهدام سیارک‌ها شکست بخورند، آخرین سپر زمین یعنی اتمسفر وارد عمل می‌شود. اتمسفر زمین اولین و آخرین خط دفاعی ما در برابر بیشتر تهدیدات کیهانی است. بسیاری از اجرام کوچک، پیش از آن‌که به سطح زمین برسند، در برخورد با لایه‌های متراکم جو دچار اصطکاک شدید شده و می‌سوزند. پدیده‌ای که احتمالاً ما آن را شبیه به‌ شهاب یا آذرگوی می‌بینیم. اما متاسفانه یا شاید هم خوشبختانه این سپر طبیعی، نفوذناپذیر نیست.

سیارک‌های بزرگ‌تر، به‌ویژه آن‌هایی که با سرعت بالا یا زاویه‌ی تند وارد جو می‌شوند، انرژی جنبشی خود را از دست نمی‌دهند، بلکه آن را در زمان بسیار کوتاهی آزاد می‌کنند. نتیجه می‌تواند انفجار هوایی عظیمی باشد که بدون برخورد مستقیم، منطقه‌‌ی وسیعی را ویران کند. همان‌گونه که در رویداد تونگوسکا رخ داد. در چنین حالتی، اتمسفر نقش دیوار محافظ را ندارد، بلکه به بستری برای آزاد شدن ناگهانی انرژی تبدیل می‌شود.

به بیان دقیق‌تر، اتمسفر زمین انرژی سیارک را متوقف نمی‌کند‌، آن را پخش می‌کند. همین پخش‌شدن، گاهی می‌تواند به‌اندازه‌ی خود برخورد مرگبار باشد!

آیا برای برخوردهای امروز آماده‌ایم؟

برخلاف گذشته‌های دور، زمین امروز تنها یک سیاره‌ی زیستی نیست. بلکه سیاره‌ای شبکه‌ای است. شبکه‌ی برق، ماهواره‌ها، ارتباطات جهانی، ناوبری، اینترنت و زنجیره‌های تأمین، همگی به‌شدت به پایداری محیط وابسته‌اند.
حتی یک برخورد متوسط که در گذشته شاید تنها یک رویداد محلی محسوب می‌شد، امروز می‌تواند موجی از فروپاشی‌های ثانویه ایجاد کند.

خاموشی‌های گسترده، اختلال در سامانه‌های موقعیت‌یاب، قطع ارتباطات ماهواره‌ای و تغییرات ناگهانی اقلیمی، پیامدهایی هستند که جهان مدرن را بیش از هر دوره‌ی دیگری آسیب‌پذیر کرده‌اند.
در چنین سناریویی، تهدید اصلی فقط خود سیارک نیست، بلکه زنجیره‌ای از واکنش‌هاست که پس از آن آغاز می‌شود.

تاریخ زمین پر است از برخوردهایی که حتی کوچک‌ترین آن‌ها توانایی تغییر سرنوشت حیات را داشته‌اند. از چیکسولوب که دایناسورها را منقرض کرد، تا چلیابینسک و سیارک‌های کوچک‌تری مانند TC3 که در سال ۲۰۰۸ وارد جو زمین شد. هر برخورد به ما یادآوری می‌کند که هنوز شدیداً آسیب پذیریم، مثلا چلیابینسک با اینکه در سال 2013 و در عصر مدرن به زمین برخورد کرد، حدود 1500 نفر را زخمی کرد.

برخوردهای گذشته نشان دادند که انرژی آزاد شده حتی از اجرام نسبتاً کوچک می‌تواند تخریب گسترده ایجاد کند. خوشبختانه امروز با دانش اخترشناسی، تلسکوپ‌های پیشرفته و پروژه‌های دفاع سیاره‌ای، می‌توانیم تهدیدها را زودتر شناسایی کنیم و امید داشته باشیم که در مواجهه با اجرامی مانند چلیابینسک، هوبا و TC3 آمادگی بیشتری داشته باشیم.

ولی امروز یک تفاوت اساسی وجود دارد، ما دیگر کور نیستیم، حداقل می‌دانیم تهدید چیست و از کجا می‌آید. برخلاف مواجهه با دیگر قاتلان کیهان، در این مورد می‌دانیم غافلگیر نمی‌شویم؛ هر چند باز هم نمی‌توانیم کاری انجام دهیم، درست مثل اینکه می‌دانید تفنگ قاتل سریالی شما را نشانه گرفته است، اما نمی‌توانید از جایتان تکان بخورید؛ شاید اغراق نباشد که بگوییم زجرکش می‌شوید!
سیارک‌ها آنقدر از ناتوانی ما در مقابله با خودشان اطمینان دارند که حتی می‌گویند کجا هستند، از چه تشکیل شده‌اند و حتی چگونه می‌کشند. در این میان ما فقط می‌توانیم آنها را بشناسیم، حرکتشان را دنبال کنیم و تماشاگر مرگ خود باشیم.

اگرچه بعضی از آنها واقعا بزرگ، سریع و خطرناک‌اند، اما اغلب آنها دچار غرور کاذب هستند! زمین در بد ترین حالت یک سیاره است. سیاره‌ای که نتواند در مقابل تهدیدات کوچک سیارکی مقاومت کند اصلا برای چه امکان حیات دارد؟
ضمن اینکه ما هم در مقابل سنگ‌های آسمانی کوچک حرفی برای گفتن داریم، DART و ATLAS اصلا برای همین طراحی شده‌اند.
ولی اگر واقعا یک سیارک زمین را نشانه‌ گرفته باشد، به احتمال زیاد برای انجام عملیات انتحاری آمده تا حیات را با تخریب خودش در زمین خاموش کند. در این شرایط، شاید میلیون‌ها سال بعد زمین شانس دوباره‌ای داشته باشد ولی احتمالا برای نوع بشر پایانی نه‌چندان خوش خواهد بود.

حال اگر بدانیم تهدید چیست و بمیریم بهتر است یا اینکه اصلاً ندانیم با چه سروکار داریم و از بین برویم؟ قضاوت با شما…