بازی یخ و سایه در سرس

دانشمندان متوجه شده‌اند محور دوران سرس تحت تأثیر گرانش مشتری و زحل دستخوش تغییرات وسیعی می‌شود که بر ذخیره یخ آب احتمالی آن مؤثر است

حتی میلیون‌ها کیلومتر فاصله از سیاره‌های غول مشتری و زحل باعث نمی‌شود تا جرمی همچون سیاره کوتوله سرس از تأثیر گرانش عظیم آن‌ها در امان بماند. بر اساس تحقیق تازه‌ای که گروهی از دانشمندان بر اساس تحلیل داده‌های فضاپیمای داون (به معنی سپیده‌دم) انجام داده‌اند، معلوم شده است که زاویه انحراف محور دوران سرس – زاویه‌ای که محور حرکت وضعی سرس به دور خود نسبت به راستای عمود بر صفحه مدارش می‌سازد – به گونه چشمگیری در یک بازه زمانی ۲۴ هزار و ۵۰۰ ساله تغییر می‌کند. اگرچه این عدد شاید برای ما مدت‌زمانی طولانی به شمار آید، اما برای اینکه این سیاره کوتوله چنین تغییری را تجربه کند عملاً زمانی کوتاه محسوب می‌شود. اهمیت این یافته تنها در بررسی ساختار و نحوه حرکت سرس نیست. آنچه این موضوع را مهم‌تر می‌کند ارتباطی است که این تغییر محور دوران با موضوع وجود منابع یخ آب بر سرس دارد. بر اساس ایده‌هایی که دانشمندان بر مبنای داده‌های موجود مطرح کرده‌اند. آب بر سرس تنها می‌تواند در نواحی ذخیره شده باشد که در معرض دماهای بسیار پایین بوده و عملاً هیچ‌گاه در معرض نور خورشید قرار نگرفته باشند. جایی در سایه دهانه‌های برخوردی که در تاریکی دائم به سر می‌برند و هیچ‌گاه تابش آفتاب بر خود را احساس نکرده‌اند.


pia21079-1041NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

اکنون دانشمندان موفق شده‌اند ارتباطی میان نواحی از سرس که تحت چنین تغییر محور دورانی، کماکان در سایه باقی می‌مانند با نواحی از سرس پیدا کنند که در آنجا لکه‌های درخشان سپید رنگ دیده‌شده است. لکه‌هایی که گمان می‌رود نشانه‌ای از وجود یخ آب بر سرس باشند.

محاسبات نشان می‌دهد که در طول ۳ میلیون سال گذشته سرس چرخه‌هایی از تغییر زاویه محور دوران خود را تجربه کرده است. در این چرخه‌ها این زاویه از عدد جزئی ۲ درجه تا ۲۰ درجه متغیر بوده است.

اگرچه دانشمندان نمی‌توانند به‌طور مستقیم این تغییرات محوری را رصد کنند اما با کمک داده‌های فضاپیمای داون (سپیده‌دم) موفق شده‌اند با بررسی شکل و گرانش دقیق این سیاره کوتوله، تاریخ فعال و پویای این جرم سماوری را بازسازی کنند. بر اساس این محاسبات آخرین باری که سرس به بیشترین زاویه انحراف محوری خود رسیده چیزی در حدود ۱۴ هزار سال پیش بوده است که این زاویه به ۱۹ درجه می‌رسید. این زاویه انحراف روی زمین ۲۳ و نیم درجه است (که همین امر باعث به وجود آمدن فصل‌ها بر سیاره ما است).

در حال حاضر اما سرس دارای انحراف محور دورانی در حدود ۴ درجه است. این زاویه به‌قدری نیست که تفاوت فاحشی در فصل‌های سرس در طول سال این سیاره کوتوله که ۴٫۶ سال زمین به طول می‌انجامد را به وجود آورد.

ین تغییر زاویه نقش مهمی در بررسی ذخایر یخی سرس دارد. زمانی که زاویه انحراف – مانند دوران ما – اندک است. بخش‌های بزرگی از سرس هیچ‌گاه نور خورشید را دریافت نمی‌کنند بخش‌های وسیعی از این سیاره کوتوله که در حدود ۲ هزار کیلومترمربع تخمین زده می‌شود هیچ‌گاه در معرض نور خورشید قرار نمی‌گیرند؛ اما زمانی که براثر تأثیر گرانش سیاره‌های غول‌پیکر دوردست، این زاویه تغییر کرده و افزایش می‌یابد، ساحت این مناطق دائماً تاریک به‌طور چشمگیری افت می‌کند. به‌طوری‌که در بیشینه این زاویه، نواحی از سرس که همیشه در تاریکی قرار دارند مساحتی در حدود ۱ تا ۱۰ کیلومترمربع را به خود اختصاص می‌دهند.

این نقاط که در طول این تغییر زاویه‌ای تاریک مانده‌اند همان‌جاهایی هستند که احتمال وجود ذخایر آب یخ‌زده در آن وجود دارد اکنون دانشمندان توانسته‌اند ارتباطی میان این مناطق و لکه‌های سفید سرس پیدا کنند.

Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

تغییرات مناطق همواره تاریک سرس در زمانی که زاویه انحراف محور دوران آن ۲، ۱۲ و ۲۰ درجه است

بر اساس این تحقیق در منطقه قطب شمال سرس تنها دونقطه وجود دارند که در زمانی که محور دوران این سیاره کوتوله به بیشینه خود می‌رسید، در تاریکی باقی‌مانده بودند و هر دو آن‌ها امروز دربردارنده انباشته‌های سفید سرس هستند که احتمال می‌رود نشانه‌هایی از منابع یخ آب باشد.

سرس سومین جرم منظومه شمسی است که می‌دانیم بر سطح آن سایه‌هایی جاودان وجود دارند. دو جرم دیگر منظومه ماه، قمر زمین و عطارد هستند. نه ماه و نه عطارد هیچ‌کدام شاهد تغییرات وسیع زاویه محور دوران خود نیستند که دلیل آن اثر خورشید و زمین در همسایگی آن‌ها است. اگر آبی در نواحی سایه‌های ابدی ماه و عطارد باشد می‌دانیم که منشأ بیرونی داشته و از جای دیگری شاید از طریق دنباله‌دارها به این اجرام آورده شده باشد؛ اما در مورد سرس چنین اطمینانی از منشأ آب آن وجود ندارد و این احتمال که این منابع آبی به‌طور بومی متعلق به خود سرس باشند مطرح است.

سرس یکی از اجرام مستقر در کمربند سیارک‌ها است که زمانی بزرگ‌ترین سیارک منظومه شمسی به شمار می‌رفت اما با تغییر تعریف اجرام منظومه شمسی، اکنون در رده سیاره‌های کوتوله قرار دارد.

انتشار نخستین:SinaPress

نظرتان را بنویسید