کمربند سیارکی

کمربند سیارکی(Asteroid Belt) ناحیه‌ای از سامانه‌ی خورشیدی است که بین مدار مریخ و مشتری قرار دارد و شامل میلیون‌ها جرم سنگی، فلزی و گاهی یخی با اندازه‌های گوناگون است. این ناحیه مرز میان سیاره‌های سنگی و سیاره‌های گازی به حساب می‌آید.

کمربند سیّارکی در فاصله‌ی بین 2.1 تا 3.3 واحد نجومی از خورشید واقع است. با اینکه چند ده میلیون کیلومتر ضخامت دارد اما جرم کل آن تنها 4 درصد جرم قمر زمین است. یعنی بسیار کمتر از آنکه بتواند تشکیل سیّاره دهد.
حدود 75 درصد سیّارک های این ناحیه کربنی هستند که به آنها سیّارک های نوع C می‌گویند.
این نوع سیّارک ها دارای ترکیبات آلی و آبدار هستند که رنگی تیره دارند و در بخش بیرونی کمربند قرار دارند.
حدود 17 درصد سیّارک ها از مواد سیلیکاتی تشکیل شده‌اند که سیّارک های نوع S نام دارند. سیرک های نوع S در بخش های درونی کمربند یافت می‌شوند و بیشتر شامل سیلیکات های منیزیم و آهن اند.
5 درصد سیّارک ها شامل مواد فلزی می‌شوند که عمدتا متشکل از آهن و نیکل اند و به آنها نوع M می‌گویند.
3 درصد باقی‌مانده را سیّارک های یخی تشکیل می‌دهند که معمولاً از نوع D/P هستند.
البته توجه کنید که برخی پژوهشگران سیّارک های یخی را زیرمجموعه‌ی نوع C درنظر می‌گیرند. چون به نظر می‌رسد نوع C شامل ترکیبات آبدار است.

از نظر دینامیکی سیّارک ها به دو بخش تقسیم می‌شوند:

الف) خانواده‌ی هیلدا

مجموعه ای از سیّارک ها هستند که در رزونانس مداری 2:3 با مشتری قرار دارند.

معمولاً از نوع D یا P هستند.

ب) مجموعه‌ی تروجان های مشتری و سیّارک های یونانی(زیرمجموعه‌ی تروجان)

پیش از صحبت در مورد این خانواده ابتدا باید با تعریف نقاط لاگرانژی آشنا شویم:

تعریف نقاط لاگرانژی (Lagrange Points):

وقتی دو جسم بزرگ، مثل خورشید و مشتری، به دور مرکز جرم مشترکشان می‌چرخند، در میدان گرانشی آن‌ها پنج نقطه وجود دارد که به آن‌ها نقاط لاگرانژی می‌گویند. اگر یک جسم کوچک و کم‌جرم در این نقاط قرار گیرد، ترکیبی از نیروی گرانش دو جسم بزرگ و نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش سیستم باعث می‌شود که جسم نسبت به دو جسم بزرگ تقریباً در همان موقعیت ثابت بماند.

هر پنج نقطه لاگرانژی ویژگی‌های متفاوتی دارند:

• L₁، L₂، L₃: این نقاط، نیمه‌پایدار هستند. اگر جسمی کوچک در این نقاط قرار گیرد، با کوچک‌ترین اختلال ممکن است از آن خارج شود و به مدار دیگری برود.
  
• L₄ و L₅: این دو نقطه بسیار پایدار هستند و جسم کوچک می‌تواند برای میلیاردها سال در آن‌ها باقی بماند. به همین دلیل، بسیاری از سیارک‌های تروجان مشتری و حتی سیارک ۲۰۱۰ TK7 زمین در این نقاط قرار دارند و میلیاردها سال همراه سیاره حرکت می‌کنند.

می‌توان این نقاط را مناطق تعادل در یک میدان گرانشی چرخان تصور کرد به طوری که جسم در این نقاط نیروی خالص صفر را تجربه می‌کند و می‌تواند بدون نیاز به نیروی اضافی، به طور نسبی در همان موقعیت باقی بماند. این ویژگی، نقاط لاگرانژی را برای قرار دادن فضاپیماها، پایش سیارک‌ها و مطالعه اجرام نزدیک سیاره‌ها بسیار مفید می‌کند.

سیارک تروجان چیست؟

سیارک‌های تروجان اجرامی هستند که در یکی از دو نقطه‌ی لاگرانژی L₄ یا L₅ یک سامانه‌ی گرانشی سه‌جسمی قرار دارند.
این نقاط حدود ۶۰ درجه جلوتر (L₄) یا ۶۰ درجه عقب‌تر (L₅) از سیاره در مدار آن واقع شده‌اند.

به عبارتی تروجان‌ها اجرامی هستند که همراه یک سیاره، هم‌زمان با آن، به دور خورشید می‌چرخند بدون اینکه به آن برخورد کنند یا از آن جا بمانند.

سیارک یونانی چیست؟

سیارک‌های یونانی به نوعی یک سوءتفاهم نام‌گذاری هستند. آنها عملاً همان سیارک‌های تروجان هستند با این تفاوت که فقط در L₄ قرار می‌گیرند. این نام از اساطیر یونان باستان و نبرد تروا گرفته‌شده است. یعنی نام‌گذاری این سیارک‌ها بیشتر جنبه‌ی تاریخی دارد تا علمی.

علّت اصلی اینکه از زمان تشکیل کمربند سیارکی، این کمربند هرگز به جرم واحدی تبدیل نشده، گرانش قوی مشتری بر این اجرام است.
این کمربند درواقع از مواد باقی‌مانده از دیسک اولیه‌ی خورشید تشکیل شده است.

همچنین به طور کلّی:

سیّارک های سنگی در درون، سیّارک های فلزی در میانه و سیّارک های شامل یخ آب و مواد آلی در بیرون کمربند جای گرفته اند.

وضعیت قرار گیری اجرام کمربند سیّارکی در شکل بالا قابل مشاهده است.