سیارکی ۱۰ برابر بزرگتر از سنگ فضایی دایناسورها بزرگترین قمر مشتری را از محور خود در هم کوبید

حدود ۴ میلیارد سال پیش، یک سیارک عظیم که حداقل ۱۰ برابر بزرگتر از سنگ فضایی بود که دایناسورها را از بین برد، به قمر عظیم یخی مشتری، گانیمد، برخورد کرد. شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهند که برخورد فاجعه‌آمیز آنقدر ویرانگر بود که بزرگترین دهانه برخوردی در منظومه شمسی را ایجاد کرد و ماهواره فوق‌العاده را از محور خود منهدم کرد.

گانیمد سومین قمر بزرگ مشتری است که تقریباً هر هفت روز یک بار به دور این غول گازی می چرخد. به گفته ناسا، قطر آن ۳۲۷۰ مایل (۵۲۶۰ کیلومتر) است که آن را پرجرم ترین قمر منظومه شمسی و بزرگتر از سیاره عطارد می کند. درست مانند قمر زمین، گانیمد به صورت جزر و مدی قفل است، به این معنی که همان طرف دائماً با سطح چرخان و پوشیده از طوفان مشتری روبرو می شود. محققان بر این باورند که ماه دارای اقیانوسی به عمق ۱۰۰ کیلومتری است که در زیر سطح یخی خود پنهان شده است.

در دهه ۱۹۸۰، محققان کشف کردند که بخش‌های بزرگی از سطح ماه با حلقه‌های متحدالمرکزی از گودال‌های باریک یا شیارهایی پوشیده شده است که بقایای چیزی شبیه یک دهانه برخوردی بزرگ در سمت دور گانیمد (سمت رو به دور از مشتری) را احاطه کرده است. عکس‌هایی از فضاپیمای بازدید بعدی، مانند کاوشگر نیوهورایزنز ناسا، نشان داد که سطح زخمی ماه نتیجه احتمالی یک برخورد سیارکی عظیم است که حدود ۶۰۰ میلیون سال پس از تشکیل منظومه شمسی رخ داده است.

در مطالعه جدید که در ۱۳ شهریور در مجله Scientific Reports منتشر شد، محقق نائویوکی هیراتا – ستاره شناس و دانشمند سیاره‌شناس در دانشگاه کوبه در ژاپن – برخورد سیارک باستانی گانیمد را با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بر اساس شیارهای ماه بازسازی کرد. این امر هیراتا را قادر می سازد تا اندازه صخره ای را که برای اولین بار به گانیمد برخورد کرده است، دقیقاً محاسبه کند. شبیه‌سازی‌ها همچنین نشان دادند که چگونه این برخورد احتمالاً ماه را از محور اصلی خود منحرف کرده است.

هیراتا تخمین زد که دهانه برخوردی اولیه تا ۱۰۰۰ مایل (۱۶۰۰ کیلومتر) عرض داشت که آن را ۱۰ برابر بزرگتر از بزرگترین سازه برخوردی زمین – دهانه وردفورت در آفریقای جنوبی – می کند. این بدان معناست که دهانه گانیمد بزرگترین دهانه برخوردی شناخته شده در تاریخ منظومه شمسی بوده است. هیراتا نوشت، با این حال، برای مدت طولانی به این اندازه باقی نماند زیرا زباله های این رویداد به سرعت به سطح ماه برگشتند و بیشتر حفره را پر کردند.

بر اساس اندازه دهانه، هیراتا تخمین می‌زند که سیارک مسئول تولد آن حدود ۹۳ مایل (۱۵۰ کیلومتر عرض) یا تقریباً به اندازه طول ایالت دلاور بوده است. این باعث می شود که شهاب سنگی بین ۱۰ تا ۱۵ برابر بزرگتر از شهاب سنگ Chicxulub باشد، شهاب سنگی که حدود ۶۶ میلیون سال پیش به مکزیک کنونی برخورد کرد و ۸۰ درصد از گونه های جانوری روی زمین، از جمله همه دایناسورهای غیر پرنده را از بین برد.

برخی از رسانه ها به نقل از انتشار خبری دانشگاه کوبه گزارش داده اند که این سیارک تا ۲۰ برابر بزرگتر از شهاب سنگ Chicxulub است. با این حال، این با اعداد به اشتراک گذاشته شده در مطالعه جدید همخوانی ندارد.

شبیه‌سازی‌ها همچنین نشان داد که چگونه این ضربه، محور جزر و مدی گانیمد را از محور چرخشی آن دور کرده و آن را نسبت به ژوپتر کج می‌کند. محور قطبی زمین حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش زمانی که یک پیش سیاره به اندازه مریخ به نام Theia به سیاره ما برخورد کرد و ماه را ایجاد کرد، به روشی مشابه کج شد. به همین دلیل است که در طول سال فصول مختلفی داریم.

جالب اینجاست که شبیه‌سازی‌ها نشان داد که صرف‌نظر از اینکه سیارک در کجا به سطح گانیمد برخورد کرده است، دهانه برخوردی به لطف اثرات گرانشی زباله‌هایی که در اثر برخورد به فضا پرتاب می‌شوند، همیشه در همان نقطه در سمت دور از مشتری قرار می‌گیرد.

یافته های جدید به پر کردن جزئیات در مورد فصل مهمی در تاریخ گانیمد کمک می کند. با این حال، آنها همچنین سؤالات جدیدی را در مورد اینکه چگونه این ضربه تکامل ماه جوین و درون آن – به ویژه اقیانوس فرضی زیرسطحی آن را تغییر داد، مطرح می کنند.

هیراتا در بیانیه‌ای گفت: «برخورد غول‌پیکر باید تأثیر قابل‌توجهی بر تکامل اولیه گانیمد داشته باشد، اما تأثیرات حرارتی و ساختاری ضربه در داخل گانیمد هنوز به‌طور کلی بررسی نشده است». وی افزود: برای حل این موضوع به تحقیقات بیشتری نیاز است.

پاسخ به سؤالات هیراتا ممکن است در سال ۱۴۱۲ و زمانی که کاوشگر قمرهای یخی مشتری (JUICE) آژانس فضایی اروپا قرار است پرواز نزدیک گانیمد را انجام دهد، بیاید. این کاوشگر پیشرفته در فروردین ۱۴۰۲ پرتاب شد و اولین مانور از سه مانور برنامه ریزی شده تیرکمان در اطراف سامانه زمین-ماه را در ۳۱ مرداد تکمیل کرد. این فضاپیما در سال ۱۴۰۹ به مشتری خواهد رسید.