زمین همیشه دست‌کم ۶ «مینی‌ماه» دارد! این قمرهای کوچک از کجا می‌آیند؟

پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که در هر زمان ممکن است حدود شش تکه از ماه به‌طور موقت به دور زمین در گردش باشند، پیش از آن‌که دوباره مدار خورشید را دنبال کنند. اما اندازه‌ی کوچک و سرعت بالای این مینی‌ماه‌ها، شناسایی آن‌ها را بسیار دشوار می‌کند.

زمانی که اجرامی با سطح ماه برخورد می‌کنند، ابری از مواد به هوا بلند می‌شود که برخی از این ذرات موفق می‌شوند از گرانش ماه بگریزند و وارد فضا شوند. اگرچه گاهی تکه‌های بزرگی نیز در میان آن‌ها وجود دارد، اما بیشتر آن‌ها کوچک‌تر از ۲ متر هستند و با سرعت بالا حرکت می‌کنند. عمده‌ی این مواد ماه‌زاد در نهایت وارد مدار خورشید می‌شوند، که از نظر گرانشی جذاب‌تر است. اما گاهی بخشی از این ذرات به‌طور موقت وارد مدار زمین می‌شوند و پیش از آن‌که دوباره به گرد خورشید بچرخند، مدتی را در کنار ما سپری می‌کنند.

رابرت جدیکه، پژوهشگر دانشگاه هاوایی و نویسنده‌ی اصلی این مطالعه، در ایمیلی به Space.com گفت:
«این وضعیت شبیه یک رقص مربع‌شکل است که در آن شریک‌ها مدام عوض می‌شوند و گاهی هم برای مدتی از سالن رقص بیرون می‌روند!»

تکه‌ای از ماه

اگرچه اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی تعریف رسمی‌ای برای «مینی‌ماه» ارائه نکرده، اما پژوهش‌های قبلی پیشنهاد می‌کنند که یک مینی‌ماه، جرمی است که به‌طور موقت به زمین وابسته است، دست‌کم یک بار زمین را دور می‌زند، و در بخشی از مدار خود به زمین نزدیک‌تر از چهار برابر فاصله زمین تا ماه می‌رسد.

مینی‌ماه‌ها می‌توانند از هر جایی در منظومه شمسی سرچشمه بگیرند، اما مطالعه‌ای در سال ۱۳۹۶ نشان داده بود که اغلب آن‌ها از ناحیه کمربند سیارک‌ها (میان مدار مریخ و مشتری) می‌آیند. اما شواهد اخیر مبنی بر منشأ قمری بعضی از مینی‌ماه‌ها، این نتیجه را زیر سؤال برده است.

در سال ۱۳۹۴، تلسکوپ Pan-STARRS1 در هاوایی، یک جرم نزدیک‌زمین را به نام Kamo’oalewa شناسایی کرد که عرضی بین ۴۰ تا ۱۰۰ متر داشت و با خورشید هم‌مدار با زمین حرکت می‌کرد. مطالعات بعدی نشان داد که Kamo’oalewa بخشی از ماه است که بین یک تا ده میلیون سال پیش، در جریان برخوردی که دهانه‌ی جوردانو برونو را شکل داد، از ماه جدا شده است.

در اوایل سال جاری، اخترشناسان اعلام کردند که دومین قمر موقت زمین نیز ممکن است منشأ قمری داشته باشد. این جرم که در سال گذشته کشف شده و ۲۰۲۴ PT5 نام دارد، شباهت بیشتری به ماه دارد تا یک سیارک.

این دو جرم با هم نشان می‌دهند که شاید ماه خودش در حال زایش مینی‌ماه‌های کوچک است. از همین رو، جدیکه و همکارانش تصمیم گرفتند تخمین بزنند که چه تعداد از این مینی‌ماه‌ها ممکن است در هر زمان اطراف زمین وجود داشته باشند. آن‌ها با شبیه‌سازی حرکت ذرات پرتاب‌شده از ماه، دریافتند که بسیاری از این ذرات می‌توانند دست‌کم برای مدتی در مدار زمین گیر بیفتند؛ و تقریباً یک‌پنجم آن‌ها احتمالاً تبدیل به مینی‌ماه می‌شوند.

پیش‌بینی جدید: ۶.۵ قمر کوچک

یافته‌های جدید پیش‌بینی می‌کنند که در هر زمان، به‌طور میانگین حدود ۶.۵ مینی‌ماه منشأگرفته از ماه، به دور زمین در گردش هستند. این اجسام دائمی نیستند و ممکن است با گذشت زمان جای خود را به ذرات و اجرام تازه‌ای بدهند. جدیکه می‌گوید یک مینی‌ماه معمولاً به‌طور متوسط حدود ۹ ماه در مدار زمین می‌ماند و این جمعیت به‌طور پیوسته با ذرات تازه‌ای که در مدار مشابه زمین حرکت می‌کنند، جایگزین می‌شود.

با این حال، جدیکه هشدار می‌دهد که این عدد همراه با مقدار زیادی عدم قطعیت است — تا چندین مرتبه بزرگی. دلیل این موضوع ناشناخته‌هایی چون اندازه‌ی دهانه‌های برخوردی، و ویژگی‌های اندازه و سرعت ذرات پرتاب‌شده است.

او می‌گوید:
اگر واقعاً این‌همه جسم موقت در اطراف زمین بود، باید تاکنون در پیمایش‌های تلسکوپی بیشتری شناسایی می‌شدند. بنابراین این پیش‌بینی احتمالاً دقیق نیست — این یعنی علم!

از آنجا که علم بر پایه‌ی اطلاعات تازه بنا می‌شود، شناسایی مینی‌ماه‌های بیشتر و درک بهتر از توزیع اندازه‌ی آن‌ها، به اصلاح این پیش‌بینی‌ها و شناخت بهتر فرایند تشکیل دهانه‌ها کمک خواهد کرد.

اجرام کوچک، چالش‌های بزرگ

اندازه‌ی کوچک و عمر کوتاه این قمرهای موقت، یافتن آن‌ها را دشوار می‌کند. اغلب آن‌ها بین ۱ تا ۲ متر قطر دارند (در حد یک خودرو)، و تنها وقتی نزدیک زمین می‌شوند، برای تلسکوپ‌ها قابل مشاهده می‌گردند — اما آن‌وقت هم با سرعتی بالا در آسمان حرکت می‌کنند.

جدیکه می‌گوید:
برای اینکه بتوانیم چنین اجرامی را ببینیم، باید به ما نزدیک باشند تا روشن دیده شوند. اما نزدیکی آن‌ها هم به‌معنای حرکت سریع‌شان در آسمان است.
او این موضوع را شگفت‌انگیز می‌داند که تجهیزات مدرن توانسته‌اند چنین اجرام کوچکی را از میلیون‌ها کیلومتر دورتر شناسایی کنند.

در پیمایش‌های آسمانی گسترده، معمولاً رایانه‌ها به دنبال حرکت اجرام در تصاویر هستند. اما وقتی مینی‌ماه‌ها به اندازه کافی به زمین نزدیک می‌شوند، حرکت سریع‌شان باعث می‌شود به جای نقطه، رد روشن در تصویر به‌جا بگذارند — که شناسایی آن برای الگوریتم‌های رایانه‌ای دشوارتر است.

با این‌حال، همه‌چیز هم ناامیدکننده نیست. پژوهش‌های اخیر نشان دادند که مینی‌ماه ۲۰۲۰ CD3 تنها در دو شب از حدود هزار شب قابل رؤیت، توسط پیمایش آسمانی کاتالینا دیده شد. همین شناسایی موفق، نویدبخش رصدهای آینده است. وقتی جرم شناسایی شد، دنبال‌کردنش ساده‌تر می‌شود، چون اخترشناسان می‌دانند که چه زمانی و کجا باید به دنبال آن بگردند.

کاربردهای علمی و تجاری

این بازدیدکنندگان کوتاه‌مدت می‌توانند کاربردهای تجاری جذابی هم داشته باشند، چرا که دسترسی به آن‌ها به سوخت بسیار کمی نیاز دارد. جدیکه می‌گوید به‌جای سفر به کمربند سیارک‌ها برای استخراج آب یا مواد معدنی، می‌توان این اجرام گذرا را زمانی که در مدار زمین هستند شکار کرد.

از دیدگاه علمی، مینی‌ماه‌ها و اجرام مشابه آن‌ها می‌توانند به ما در درک چگونگی شکل‌گیری و تکامل منظومه‌ی شمسی کمک کنند. همچنین بررسی چگونگی پرتاب ذرات از ماه، می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره‌ی تأثیرات برخوردی و میزان خسارات ناشی از برخورد سیارک‌ها با زمین فراهم آورد.