عبور آپوفیس از کنار زمین؛ چگونه گرانش سیارات بر ساختار سیارک‌ها تاثیر می‌گذارد؟!

سیارک آپوفیس که به نام «خدای آشوب» مصر باستان نام‌گذاری شده، قرار است در تاریخ ۱۳ آوریل ۲۰۲۹ (۲۵ فروردین ۱۴۰۸) عبوری نزدیک از کنار زمین داشته باشد که به احتمال زیاد باعث تغییرات عمده‌ای در سطح آن خواهد شد. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که این نزدیکی می‌تواند منجر به زلزله‌های فضایی و رانش‌های سنگی در سطح آپوفیس شود و ظاهر آن را تغییر دهد.

رونالد-لوئیس بالوز، دانشمند سیارک‌شناس از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز، توضیح می‌دهد که سیارک‌هایی مانند آپوفیس دائماً تحت تأثیر «هوازدگی فضایی» هستند که بر اثر برخورد میکرومته‌ها (سنگ‌های کوچک فضایی) ایجاد می‌شود و به‌تدریج سطح آن‌ها را تغییر می‌دهد.

با این حال، سیارک‌هایی که از نزدیکی سیارات عبور می‌کنند، نسبت به سیارک‌های دورتر از فضای داخلی منظومه شمسی کمتر دچار هوازدگی می‌شوند. این مشاهده باعث شده است که دانشمندان گمان کنند نیروی گرانشی سیاره‌ای می‌تواند سطح این اجرام فضایی را تغییر دهد.

آپوفیس: یک سیارک با ابعادی عظیم

آپوفیس، سیارکی با طول حدود ۳۴۰ متر، در سال ۲۰۰۴ کشف شد و به‌سرعت توجه جامعه علمی را به‌دلیل اندازه و عبور نزدیک پیش‌بینی‌شده‌اش از کنار زمین جلب کرد.

تخمین‌های اولیه احتمال برخورد بالاتری را نشان می‌دادند، اما در سال ۲۰۲۱، محاسبات دقیق‌تری انجام شد که نشان داد آپوفیس به زمین برخورد نخواهد کرد. این سیارک به فاصله‌ای حدود ۲۰ هزار مایلی (۳۲ هزار کیلومتری) زمین خواهد رسید که حتی نزدیک‌تر از بسیاری از ماهواره‌های مدار زمین است.

اگرچه این فاصله برای زمین امن در نظر گرفته می‌شود، دانشمندان کنجکاو هستند که بدانند این عبور نزدیک چگونه می‌تواند بر خود آپوفیس تأثیر بگذارد.

برای بررسی این ایده، بالوز و یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران مدل‌های محاسباتی از آپوفیس را با استفاده از داده‌های سیارک دو قسمتی دیگر به نام ایتوکاوا که به‌طور گسترده‌ای مطالعه شده، توسعه دادند. شبیه‌سازی‌های آن‌ها نشان داد که آپوفیس چگونه به نیروی گرانشی زمین واکنش نشان خواهد داد و تأثیرات ساختاری در مقیاس بزرگ و کوچک را در طی نزدیکی به زمین در سال ۲۰۲۹ شبیه‌سازی کردند.

تأثیر گرانش زمین بر آپوفیس

یافته‌های جدید نشان می‌دهد که دو فرآیند اصلی، هر دو تحت تأثیر گرانش زمین، می‌توانند سطح آپوفیس را به‌طور چشمگیری تغییر دهند. نخستین فرآیند شامل لرزش‌های سیسمیکی است که انتظار می‌رود حدود یک ساعت قبل از رسیدن آپوفیس به نزدیک‌ترین فاصله‌اش از زمین آغاز شود و مدت کوتاهی پس از آن نیز ادامه یابد.

اگرچه شدت این لرزش‌ها نامشخص است، بالوز توضیح می‌دهد که حتی رویدادهای لرزه‌ای ضعیف در زمین نیز احتمالاً تأثیر قابل‌توجهی بر آپوفیس خواهند داشت، زیرا گرانش آن تقریباً ۲۵۰,۰۰۰ برابر ضعیف‌تر از زمین است. این لرزش‌ها می‌توانند صخره‌ها و تخته‌سنگ‌های سطحی را جابه‌جا کرده و حتی برخی را برای مدتی کوتاه به فضا پرتاب کنند که پس از مدتی دوباره به سطح  برمی‌گردند. این تغییرات ممکن است الگوهایی قابل مشاهده توسط فضاپیماهای عبوری ایجاد کنند.

دومین فرآیند می‌تواند بر دینامیک چرخشی یا چرخش نامنظم آپوفیس تأثیر بگذارد. برخلاف یک چرخش پایدار و تک‌محوری، آپوفیس مانند یک توپ فوتبال که به‌خوبی پرتاب نشده است، به صورت نامنظم و ناپایدار می‌چرخد.

پژوهشی دیگر که در سال ۲۰۲۳ منتشر شد، نشان داد که گرانش زمین سرعت چرخش آپوفیس را تغییر خواهد داد و بسته به جهت آن، ممکن است این چرخش را سریع‌تر یا کندتر کند.

شبیه‌سازی‌های جدید علاوه بر تایید این موارد نشان می‌دهد که این گذار نزدیک می‌تواند به تدریج شیب‌های سطحی را ناپایدار کرده و حتی به رانش سنگ‌ها منجر شود.

برنامه‌های آینده

برای درک بهتر این تغییرات، بالوز و تیمش امیدوارند که از داده‌های زنده‌ی مأموریت OSIRIS-APEX ناسا استفاده کنند. این فضاپیما، که از مأموریت OSIRIS-REx بازسازی شده و نمونه‌هایی از سیارک بنو را جمع‌آوری کرده بود، قرار است در سال ۲۰۲۹ عبور آپوفیس را مشاهده کند.

این فضاپیما طی ۱۸ ماه ترکیب شیمیایی آپوفیس را بررسی و تغییرات سطحی را مستندسازی خواهد کرد که ممکن است فرضیات بالوز را تأیید کرده و دیدگاه‌های جدیدی درباره تأثیرات برخوردهای سیاره‌ای بر اجسام کوچک ارائه دهد.

با نزدیک شدن آپوفیس، جامعه علمی آماده استفاده از این فرصت نادر مشاهده‌ای است. این عبور نزدیک می‌تواند فرآیندهای شکل‌گیری سیارک‌ها و همچنین دینامیک پیچیده‌ی هوا زدگی فضایی و تعاملات سیاره‌ای را روشن کند.

منبع: Interestingengineering