راز شیء میانستارهای 3I/ATLAS: چه اطلاعاتی در انتظار کشف است؟
آیا تا به حال به این فکر کردهاید که چه اجرام آسمانی از ورای منظومه شمسی ما به سوی زمین در حرکتند؟ اخترشناسان اخیراً سومین جرم میانستارهای شناختهشده را در منظومه شمسی رصد کردهاند. این جرم که 3I/ATLAS نامگذاری شده است، یک دنبالهدار مشکوک است که با سرعتی باورنکردنی از مدار مشتری عبور کرده و بهزودی از چنگ نیروی گرانش خورشید رها میشود. این کشف هیجانانگیز، پرسشهای بیشماری را در مورد منشأ، اندازه، سرعت چرخش، ترکیب شیمیایی و سرنوشت این جرم میان ستارهای به وجود آورده است که دانشمندان در تلاش برای یافتن پاسخهای آن هستند.
منشأ 3I/ATLAS از کجاست؟
یکی از مهمترین پرسشها در مورد 3I/ATLAS، منشأ آن است. ردیابی این جرم به ستارهای خاص، با توجه به حرکت پیچیده ستارگان در کهکشان راه شیری طی میلیاردها سال، تقریباً غیرممکن است. اما شاید بتوان منطقه تقریبی منشأ آن را مشخص کرد.
تیمی از اخترشناسان با استفاده از سرعت بالای این جرم نسبت به خورشید (۶۰ کیلومتر بر ثانیه) استدلال میکنند که ممکن است از نزدیکی قرص ضخیم کهکشان راه شیری آمده باشد. قرص ضخیم، حلقهای از ستارگان قدیمیتر است که با سرعت بالا در بالا و پایین صفحه اصلی کهکشان راه شیری حرکت میکنند؛ جایی که خورشید ما نیز بهطور آرام در مدار خود میچرخد.
منشأ قرص ضخیم ممکن است به معنای قدمت بسیار زیاد 3I/ATLAS باشد؛ بیش از هشت میلیارد سال. میشل بنستر، از دانشگاه کنتربری نیوزیلند و یکی از نویسندگان این پژوهش، میگوید: «این جرم از ستارهای میآید که شاید دیگر وجود نداشته باشد.»
آستر تیلور، از دانشگاه میشیگان، با استفاده از روش دیگری بر اساس مسیر حرکت 3I/ATLAS، قدمت آن را بین ۳ تا ۱۱ میلیارد سال تخمین زده است. او میگوید: «به پاسخهای مشابهی رسیدیم.» این تخمینها ممکن است با مشاهدات بعدی و بررسی میزان فرسایش فضایی که این جرم طی سفر میانستارهای خود متحمل شده است، اصلاح شوند.
تصویر: رصد شیء میانستارهای 3I/ATLAS در زمان کشف آن در ۱ ژوئیه ۲۰۲۵. منبع: ATLAS/دانشگاه هاوایی/ناسا
اندازه 3I/ATLAS چقدر است؟
در حال حاضر، 3I/ATLAS در داخل مدار مشتری قرار دارد و به سمت مدار مریخ در حرکت است. این جرم در ماه اکتبر از مدار مریخ عبور خواهد کرد و در فاصله حدود ۰.۲ واحد نجومی (یک پنجم فاصله زمین تا خورشید) از سیاره سرخ خواهد گذشت.
اگرچه مشاهدات اولیه منجر به دستهبندی 3I/ATLAS بهعنوان یک دنبالهدار شده است، اما در حال حاضر رفتار آن کاملاً شبیه به یک دنبالهدار نیست. این جرم دم بزرگی یا هاله گازی وسیعی از خود نشان نمیدهد، فقط مقدار کمی غبار دیده میشود؛ اما انتظار میرود این وضعیت بهزودی تغییر کند. با عبور از کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری و قرار گرفتن در معرض تابش خورشید، سطح آن بهاندازه کافی گرم میشود تا یخهای آن تصعید شده و مواد کافی برای تشکیل هاله و شاید دمی بلند را آزاد کند.
هاله بزرگ مانند پرده ای بر روی دید اخترشناسان خواهد بود که مشاهده جرم و تعیین ابعاد آن را دشوار خواهد کرد. پیش از وقوع این اتفاق، تیمی به سرپرستی دیوید جوئیت از دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس، امیدوار است که در ماه اوت با استفاده از تلسکوپ هابل اندازه آن را دقیقاً تعیین کند (تلسکوپهای دیگر نیز ممکن است بتوانند اندازه 3I/ATLAS را تعیین کنند).
تخمینهای اولیه نشان میداد که 3I/ATLAS ممکن است تا ۲۰ کیلومتر قطر داشته باشد (که برای یک دنبالهدار بسیار بزرگ است)، اما اکثر اخترشناسان اکنون معتقدند که بسیار کوچکتر است. جان نونان از دانشگاه آبرن در آلاباما میگوید: «احتمالاً در محدوده یک تا دو کیلومتر است.» این اندازه تا حدی با دو جرم میانستارهای قبلی قابل مقایسه است: 1I/`Oumuamua که در سال ۲۰۱۷ کشف شد و طولی تا حدود ۴۰۰ متر داشت، و 2I/Borisov که در سال ۲۰۱۹ کشف شد و عرضی حدود یک کیلومتر داشت.
اگر 3I/ATLAS بسیار بزرگتر از این باشد (۱۰ کیلومتر یا بیشتر)، این امر مشکلات زیادی را برای برآوردهای قبلی در مورد تعداد اجرام میانستارهای بزرگ در کهکشان ایجاد خواهد کرد. نونان میگوید: «از نظر آماری بسیار بعید است که ما چنین جسمی را ببینیم. نظریهپردازان این را دوست ندارند. اما بهعنوان یک رصدگر، دوست دارم جرمی واقعاً عجیب و بزرگ را ببینم.»
سرعت چرخش 3I/ATLAS چقدر است؟
علاوه بر اندازه، یکی از ویژگیهای کلیدی که اخترشناسان در مورد 3I/ATLAS میخواهند بدانند، سرعت چرخش آن است. آنها ممکن است با مشاهده تغییرات روشنایی این جرم در هنگام چرخش، به این اطلاعات دست یابند. چرخش 3I/ATLAS میتواند سرنخهایی در مورد چگونگی پرتاب این جرم از ستاره مادرش ارائه دهد.
تیلور میگوید: «روشهای خاصی برای پرتاب این اجرام وجود دارد که باعث افزایش سرعت چرخش آنها میشود.» بهطور مثال، عبور نزدیک از یک سیاره غولپیکر گازی میتواند بهراحتی باعث چرخش این جرم در هنگام پرتاب شدن از ستاره مادرش شود. برعکس، دوره چرخش آهسته نشاندهنده پرتاب ملایمتر این جرم است.
تیلور میگوید: «این اتفاق میتواند هنگام مرگ ستارگان رخ دهد. ستارگان جرم زیادی از دست میدهند و بنابراین نیروی گرانشی بر روی اجرام در لبه بیرونی سامانه آنها از بین میرود. این اجرام آزاد شده و به سمت کهکشان جریان مییابند.»
دوره چرخش همچنین میتواند اطلاعات بیشتری در مورد شکل 3I/ATLAS به ما بدهد؛ چرخش ثابت نشاندهنده شکلی تقریباً کروی است، در حالی که سرعت چرخش نوسانی ممکن است نشاندهنده شکلی نامنظم باشد، مانند `Oumuamua که تخمین زده میشود شکل سیگار یا قرصی داشته است.
3I/ATLAS از چه چیزی ساخته شده است؟
اگر 3I/ATLAS واقعاً یک دنبالهدار باستانی سرگردان باشد که برای مدت طولانی در کهکشان سرگردان بوده است، ممکن است پر از یخهایی باشد که هرگز توسط ستارهای گرم نشدهاند. در این صورت، با نزدیکتر شدن به خورشید، این جرم ممکن است ناگهان فعال شود. در حالی که این امر ممکن است برای اندازهگیری اندازه آن خبر بدی باشد، اما به تعیین ترکیب شیمیایی 3I/ATLAS کمک خواهد کرد.
JWST و هابل برای تفکیک گونههای مختلف مولکولهایی که ممکن است از 3I/ATLAS خارج شوند، مناسبترین ابزارها هستند. متأسفانه، در ماه اکتبر که این جرم به گرمترین و نزدیکترین نقطه خود به خورشید (بهنام حضیض) میرسد، زمین در سمت دیگر خورشید قرار خواهد داشت. این امر مشاهدات از سیاره ما را تقریباً غیرممکن میکند.
در ماه نوامبر، پس از حضیض، نونان از هابل برای مطالعه 3I/ATLAS و انتشارات آن استفاده خواهد کرد و به دنبال نشانههایی از موادی مانند هیدروکسید و هیدروژن خواهد بود که میتوانند به روشن شدن ترکیب آن کمک کنند.
تصویر: 3I/ATLAS در این تصویر که توسط طیفنگار چند جسمی جمنای شمالی (GMOS-N) گرفته شده است، در میان ستارگان متراکم آسمان حرکت میکند. این تصویر از نوردهیهایی که از طریق سه فیلتر گرفته شدهاند، ترکیب شده است. منبع: رصدخانه بینالمللی جمنای/NOIRLab/NSF/AURA/K. Meech (IfA/U. Hawaii) پردازش تصویر: Jen Miller & Mahdi Zamani (NSF NOIRLab) (CC BY ۴.۰)
اگر این جرم چند میلیارد سال قدمت داشته باشد، همانطور که پیشبینی میشود، ممکن است به دلیل محیط تشکیلشده در اطراف ستارگان قدیمی، سرشار از آب باشد. نونان میگوید: «اگر این جرم واقعاً به این قدمت باشد، انتظار میرود هیدروژن زیادی از این اجرام اشباعشده از آب و تحت تابش قرارگرفته، منتشر شود.»
در همین حال، میلان و همکارانش از JWST در ماههای اوت و دسامبر برای رصد 3I/ATLAS قبل و بعد از حضیض استفاده خواهند کرد. JWST به دلیل دید فروسرخ دقیق خود، برای تشخیص مولکولهایی مانند آب، مونوکسید کربن، دیاکسید کربن و آمونیاک مناسبتر است.
او میگوید: «ما واقعاً میتوانیم به جزئیات این جرم بپردازیم. بوریسوف شیمی نسبتاً سادهای داشت، اما مانند هیچ جسمی در منظومه شمسی ما نبود؛ تقریباً آبی در آن وجود نداشت، اما مونوکسید کربن و سیانید هیدروژن فراوان بود. با JWST، امیدواریم دیاکسید کربن زیادی [در 3I/ATLAS] ببینیم، شاید حتی آب، اگر به همان اندازه که مردم پیشبینی میکنند دستنخورده باشد.»
اگرچه دید کلی از زمین با نزدیک شدن این جرم به حضیض کاهش مییابد، اما برخی از تلسکوپها از دید بهتری برخوردار خواهند بود. برای مثال، تلسکوپهای رصدخانه لوول در آریزونا برای رصد 3I/ATLAS در هنگام طلوع و غروب آفتاب، زمانی که خورشید در زیر افق قرار دارد، آماده هستند. این امر امکان انجام مطالعات را حتی زمانی که این جرم از دیدگاه ما در زمین به ستاره ما نزدیک است، فراهم میکند. نیک موسکویتز، اخترشناس در رصدخانه لوول میگوید: «تلسکوپ اکتشافی لوول برای مشاهدات نزدیک به افق بسیار مناسب است. ما قادر خواهیم بود آن را از سایر تاسیسات به حضیض نزدیکتر ردیابی کنیم.»
یکی دیگر از امکانات غیرمنتظره در مریخ خواهد بود، جایی که فضاپیماهایی مانند مدارگرد MAVEN (تکامل جو و فرار مواد فرار مریخ) ناسا ممکن است بتوانند 3I/ATLAS را در هنگام عبور از حدود ۳۰ میلیون کیلومتر از این سیاره مشاهده کنند. نونان میگوید: «در آسمان بسیار بزرگ و آشکار خواهد بود.» این امر به شرطی امکانپذیر است که این جرم همانطور که امید میرود فعال شود. «آنها میتوانند هاله را ببینند» و دیدگاه بینظیری از فعالیت 3I/ATLAS در نزدیکی خورشید ارائه دهند که در غیر این صورت از زمین غیرممکن است.
آیا 3I/ATLAS دوام میآورد؟
یکی از ابهامات بزرگ در مورد 3I/ATLAS این است که آیا واقعاً از برخورد نزدیک با خورشید جان سالم به در میبرد یا خیر. در حالی که `Oumuamua این کار را انجام داد، دنبالهدار بوریسوف این شانس را نداشت و این جرم در راه خروج از منظومه شمسی ما به نظر میرسید که شکسته و از هم گسیخته شده است.
همین سرنوشت ممکن است برای 3I/ATLAS نیز رخ دهد. بنستر میگوید: «بوریسوف تکهتکه شد که برای دنبالهدارها امری معمول است.» همه چشمها به سوی جدیدترین بازدیدکننده ما دوخته شده است تا ببینند آیا همین اتفاق دوباره رخ میدهد یا خیر.
یکی دیگر از ویژگیهای غیرمعمول دوام 3I/ATLAS، تأثیر باد خورشیدی است که ممکن است هرگونه دمی را که از دنبالهدار جدا میشود، از بین ببرد. بهطور اتفاقی، این جرم با زاویهای نسبتاً کم وارد منظومه شمسی ما میشود، بسیار کم شیبتر از اکثر دنبالهدارها و در نتیجه بسیار نزدیکتر به صفحه مداری زمین، که امکان مقایسه دقیق بین باد خورشیدی در هر دو مکان را فراهم میکند.
سارا واتسون از دانشگاه ردینگ در انگلستان و همکارانش از این ویژگی غیرمعمول برای مطالعه چگونگی عبور باد خورشیدی به منظومه شمسی بیرونی استفاده میکنند. او میگوید: «ما میتوانیم با توجه به تأثیر باد خورشیدی بر دم دنبالهدار (اگر تشکیل شود)، سرعت باد خورشیدی را محاسبه کنیم.»
آیا میتوان به 3I/ATLAS رسید؟
هیچ فضاپیمایی نمیتواند به 3I/ATLAS برسد. این جرم بسیار سریع حرکت میکند و از زمین بسیار دور است، بهطوری که نمیتوانیم در زمان مناسب چیزی را به فضا پرتاب کنیم.
با این حال، مأموریت آتی آژانس فضایی اروپا (ESA) به نام Comet Interceptor که قرار است در سال ۲۰۲۹ پرتاب شود، ممکن است تلاش کند تا اگر جسم میانستارهای دیگری در دسترس آن باشد، از آن بازدید کند. این فضاپیما در مدار ماه و دور از خورشید قرار خواهد گرفت و در صورت یافتن هدف مناسب، به آن دستور داده میشود تا موتورهای خود را روشن کند و سعی کند این جرم بیگانه ورودی را رهگیری کند.
اگر جسم میانستارهای مناسبی پیدا نشود، Comet Interceptor به جای آن به یکی از چند دنبالهدار جذاب منظومه شمسی ما فرستاده خواهد شد. کالین اسنودگراس، اخترشناس دانشگاه ادینبورگ و معاون سرپرست این ماموریت میگوید: «ممکن است جسم میان ستارهای پیدا کنیم، اما باید بسیار خوش شانس باشیم.»
چند جرم میانستارهای وجود دارد؟
یکی از بزرگترین پرسشهای حلنشده در مورد اجرام میانستارهای، فراوانی نامعلوم آنها است. جرم 3I/ATLAS سومین بازدیدکننده میانستارهای ما در هشت سال گذشته است؛ نشانهای واقعی اما ضعیف از تعداد این اجرام که در انتظار کشف هستند.
پیشبینیها نشان میدهد که تریلیونها و تریلیونها جرم میانستارهای در اطراف کهکشان ما در حال سرگردانی هستند و شاید در هر زمان یک جرم در منظومه شمسی ما وجود داشته باشد، اما آنها معمولاً آنقدر کمنور هستند که به احتمال زیاد توسط اکثر تلسکوپها قابل رصد نیستند. انتظار میرود این وضعیت با شروع رصد ده ساله آسمان توسط تلسکوپ جدیدی به نام رصدخانه ورا سی. روبین در اواخر امسال تغییر کند.
پیشبینی میشود روبین بین شش تا ۵۱ جرم میانستارهای را در رصد ده ساله خود مشاهده کند. مشاهده چنین جمعیتی به ما خواهد گفت که «چقدر تشکیل سیارهریزهها در بخشهای مختلف کهکشان منحصر به فرد یا متنوع است»، بنستر میگوید و به اجرام با مقیاس کیلومتری اشاره میکند که تصور میشود در اطراف ستارگان نوپا شکل میگیرند که به مواد اولیه برای سیارات تبدیل میشوند و هنگامی که به حاشیه یک سیستم پرتاب میشوند، مخزنی از دنبالهدارها را تشکیل میدهند.
یکی از سوالات گیجکننده این است که چرا اجرام میانستارهای بسیار کوچکتر را ندیدهایم، موسکویتز میگوید. اگر اجرام کوچکتر از اجرام بزرگتر فراوانتر باشند، همانطور که دانشمندان انتظار دارند، باید برخی از اجرام میانستارهای کوچکتر را میدیدیم که وارد جو ما میشدند و بهعنوان شهابهایی با سرعت و مسیرهایی که به وضوح منشأ میانستارهای آنها را نشان میدهد، در آسمان زمین میدرخشیدند.
شناسایی چنین اجسامی ادعا شده است، اما شواهد پشت آنها نتوانسته است اکثر متخصصان را متقاعد کند. ظاهراً نبود اجرام میانستارهای کوچک «چیزی را به ما میگوید، اما هنوز نمیدانیم آن چیست»، موسکویتز میگوید. «من فکر میکنم این یکی از سوالات اصلی خواهد بود: چرا ما این اجرام بزرگ شهابمانند را میبینیم که از منظومه شمسی عبور میکنند، اما اجرام کوچکتر را نمیبینیم؟ این ممکن است به بقای چیزهایی که در کهکشان وجود دارند مربوط باشد، اما به دادههای بیشتری نیاز داریم.»
رمان بازار