«دنباله دارهای تاریک» اسرارآمیز ممکن است اکثر اجرام نزدیک به زمین باشند

ما تا به امروز بیش از ۳۵۰۰۰ جرم نزدیک به زمین را شمارش کرده‌ایم: سیارک‌ها و دنباله‌دارهایی که گاهی می‌توانند قبل از دور شدن دوباره وارد گوشه منظومه شمسی شوند.

تصور می‌شود که ممکن است تعداد بیشتری نیز وجود داشته باشد. و یک مطالعه جدید نشان داده است که تا ۶۰ درصد از آنها می تواند چیزی شگفت انگیز باشد – آنچه به عنوان ‘دنباله دارهای تاریک’ شناخته می شود که زمانی حاوی یخ یا هنوز هم حاوی یخ بوده و در بدنه های سنگی مرموز خود حبس شده است.

به گفته تیمی از اخترشناسان به سرپرستی آستر تیلور از دانشگاه میشیگان، این می‌تواند سرنخ مهمی در مورد محل تامین آب زمین باشد، زمانی که منظومه شمسی فقط یک نوزاد کیهانی غوغا بود.

تیلور توضیح می دهد: ‘ما نمی دانیم که آیا این دنباله دارهای تاریک آب را به زمین رسانده اند یا خیر. ما نمی توانیم این را بگوییم. اما می توانیم بگوییم که هنوز بحث هایی در مورد چگونگی رسیدن آب زمین به اینجا وجود دارد.’

کاری که ما انجام دادیم نشان داد که این مسیر دیگری برای رساندن یخ از جایی در بقیه منظومه شمسی به محیط زیست زمین است.

سنگ‌های رومینگ آزاد در منظومه شمسی می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند. سیارک‌ها و دنباله‌دارها دو معروف‌ترین آنها هستند، سیارک‌ها سنگ‌های خشک هستند و دنباله‌دارها سنگ‌های یخی هستند که وقتی نزدیک خورشید حرکت می‌کنند و گرم می‌شوند شروع به بیرون ریختن مواد می‌کنند. (شهاب سنگ ها سنگ هایی هستند که وارد جو سیاره ای می شوند و شهاب سنگ ها تکه هایی هستند که به سطح سیاره می افتند.)

اما در دو دسته سنگ فضایی، تنوع زیادی وجود دارد، و حتی برخی متقاطع بین آنها وجود دارد. تصور می شود که دنباله دارهای تاریک یکی از انواع هیبریدی هستند، اما ما اطلاعات زیادی در مورد آنها نداریم.

یک ‘کما’ یا اتمسفر گازی فازی و دمی که در اثر تصعید یخ ایجاد می‌شود، تنها دو مشخصه‌ای نیستند که ویژگی‌های دنباله‌دار را تشخیص می‌دهند. ویژگی دیگر شتاب آن است.

همانطور که یک دنباله‌دار مواد را به بیرون پرتاب می‌کند، این پرتاب به دنباله‌دار نیروی محرکه‌ای فراتر از آن چیزی که انتظار دارید برای دیدن اینکه آیا سنگ فقط یک سیارک است که فقط نیروهای گرانشی را تجربه می‌کند، می‌دهد. علاوه بر این، این خروج گاز می تواند به چرخش دنباله دار سرعت ببخشد.

دنباله‌دار تاریک دنباله‌داری است که کما یا دم قابل مشاهده ندارد، اما وقتی اندازه‌گیری می‌شود، دارای این شتاب غیر گرانشی اضافی است. تیلور و همکارانشان هفت دنباله دار تاریک شناخته شده را مورد مطالعه قرار دادند تا سعی کنند درک بهتری از تعداد بیشتری از دنباله دارها در فضای نزدیک به زمین داشته باشند.

بر اساس برآوردهای این تیم، چیزی بین ۰.۵ تا ۶۰ درصد از تمام اجرام نزدیک به زمین می توانند دنباله دارهای تاریک باشند.

این اتاق تکان دادن زیادی است و باید محدود شود. اما نتایج در حال حاضر نشان می دهد که ممکن است مواد منجمد بسیار بیشتری در منظومه شمسی وجود داشته باشد، نه فقط در مجاورت زمین، بلکه در کمربند سیارک هایی که بین مدارهای مریخ و مشتری به دور خورشید می چرخند.

تیلور می‌گوید: ما فکر می‌کنیم این اجرام از کمربند اصلی سیارک‌ها درونی و/یا بیرونی آمده‌اند، و مفهوم آن این است که این مکانیسم دیگری برای ورود مقداری یخ به درون منظومه شمسی است.

‘ممکن است یخ در کمربند اصلی داخلی بیشتر از آنچه فکر می‌کردیم وجود داشته باشد. ممکن است اجسام بیشتری از این دست وجود داشته باشد. این می‌تواند بخش قابل توجهی از نزدیک‌ترین جمعیت باشد. ما واقعا نمی‌دانیم، اما سوالات بسیار بیشتری داریم زیرا از این یافته ها.’

آن‌ها توضیح می‌دهند که اجرام نزدیک به زمین، از نظر کیهانی، تمایلی به ماندن در سیاره اصلی ما برای مدت طولانی ندارند. منظومه شمسی درونی از نظر گرانشی بسیار پرتلاطم است، به این معنی که طول عمر یک جرم نزدیک به زمین تنها حدود ۱۰ میلیون سال یا بیشتر است.

از آنجایی که منظومه شمسی حدود ۴.۶ میلیارد سال قدمت دارد و هنوز اجرام نزدیک به زمین تمام نشده است، منبع باید دائماً دوباره پر شود.

این تیم تحقیقاتی شبیه‌سازی‌هایی را انجام دادند تا ببینند دنباله‌دارهای تاریک از کجا می‌توانند سرچشمه بگیرند، و شتاب‌های غیر گرانشی را به اجرام از جمعیت‌های مختلف در منظومه شمسی اختصاص دادند. سپس آنها را در حال دویدن قرار دادند تا ببینند به کجا رسیده اند. این نشان می دهد که بیشتر دنباله دارهای تاریک نزدیک زمین از کمربند اصلی سیارک ها سرچشمه گرفته اند.

اما آن چرخش تند را به خاطر دارید؟ یک دنباله‌دار می‌تواند آنقدر سریع بچرخد که تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز چرخش خود از هم جدا شود. تکه های حاصل از دنباله دار نیز یخی و گازی هستند و بنابراین تحت شتاب غیر گرانشی نیز در حال چرخش و حرکت هستند. بنابراین شما یک دسته کامل سنگ را به قیمت یکی دریافت می کنید.

از هفت دنباله دار تاریکی که تیم مورد تجزیه و تحلیل قرار داد، یکی از آنها، به نام ۲۰۰۳ RM، به نظر می رسد سنگ بزرگتری باشد که از کمربند اصلی به بیرون پرتاب شده است – اما شش دنباله دار دیگر محصول تکه تکه شدن گریز از مرکز یک سنگ بزرگ است که کمربند اصلی را ترک کرده است. زمانی که به خورشید نزدیک شد از هم جدا شد.

محققان در مقاله خود می نویسند: ‘مشاهدات بعدی دنباله دارهای تاریک بر اساس زمین و فضا ممکن است اندازه گیری نرخ و ترکیبات خروج گاز را امکان پذیر کند، که به طور بالقوه منشأ دینامیکی آنها را محدود می کند.’

‘ماموریت های پیمایشی آینده … همچنین ممکن است دنباله دارهای تاریک بیشتری را نسبت به آنچه در حال حاضر شناخته شده است شناسایی کنند، که درک ما از این مسیر تکاملی و جمعیت های منبع آنها را اصلاح می کند.’

این تحقیق در Icarus منتشر شده است.