جیمز وب نظریههای قدیمی درباره نپتون را تغییر داد
دادههای جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان میدهد قمر نرید، سومین قمر بزرگ نپتون، احتمالا آخرین بخش سالم باقیمانده از یک سامانه قمری باستانی است که میلیاردها سال پیش نابود شده است. این یافته میتواند درک دانشمندان از تاریخ شکلگیری نپتون و قمرهایش را بهطور اساسی تغییر دهد.
نپتون بهعنوان هشتمین سیاره منظومه شمسی، دورترین سیاره از خورشید محسوب میشود. این سیاره در میان غولهای گازی بهدلیل ساختار عجیب قمرهایش شناخته میشود. برخلاف مشتری، زحل، اورانوس که دارای سامانهای منظم از قمرها هستند، قمرهای نپتون ساختاری آشفته، غیرعادی دارند.
تریتون؛ قمری که همه چیز را نابود کرد
بزرگترین قمر نپتون یعنی تریتون، ویژگی بسیار عجیبی دارد. این قمر برخلاف جهت چرخش سیاره به دور نپتون حرکت میکند. چنین رفتاری در میان قمرهای بزرگ منظومه شمسی تقریبا بیسابقه است.
ستارهشناسان مدتهاست معتقدند تریتون بخشی از سامانه اولیه نپتون نبوده است. بهگفته پژوهشگران، این جرم احتمالا از کمربند کویپر آمده و حدود ۴ میلیارد سال پیش توسط گرانش نپتون به دام افتاده است.
مطالعات قبلی نشان داده بود ورود تریتون به سامانه نپتون میتوانسته فاجعهای عظیم ایجاد کند. این قمر پس از گرفتار شدن در میدان گرانشی نپتون، به سمت داخل کشیده شده و با قمرهای اولیه سیاره برخورد کرده است.
اگر نپتون در گذشته سامانهای مشابه دیگر غولهای گازی داشته باشد، ورود تریتون احتمالا بیشتر آن قمرها را نابود کرده است. امروزه هفت قمر کوچک داخلی نپتون، بقایای آن برخوردهای ویرانگر در نظر گرفته میشوند.
نرید؛ آخرین بازمانده سامانه اولیه نپتون
اکنون دادههای تازه جیمز وب احتمال جدیدی را مطرح کردهاند. طبق این پژوهش، نرید شاید تنها جرم سالمی باشد که از آن سامانه باستانی جان سالم به در برده است.
متیو بلیاکوف، دانشمند علوم سیارهای از موسسه فناوری کالیفرنیا و نویسنده اصلی پژوهش گفت:
«فکر میکنم نرید تنها بازمانده سالم این فرایند باشد.»
او توضیح داد دیگر قمرهای باقیمانده داخلی، ساختاری خردشده و تکهتکه دارند. تصاویر وویجر نشان میدهد این اجرام بیشتر شبیه تودههایی از بقایای برخورد هستند تا قمرهایی سالم.
تغییر نگاه دانشمندان به منشا نرید
تا پیش از این، برخی پژوهشگران تصور میکردند نرید نیز مانند تریتون از کمربند کویپر آمده است. اما دادههای جدید جیمز وب این فرضیه را زیر سوال بردهاند.
بررسیهای طیفی نشان میدهد ترکیب شیمیایی نرید با اجرام کمربند کویپر همخوانی ندارد. این موضوع احتمال تعلق آن به سامانه اولیه نپتون را تقویت میکند.
قمری دوردست، تاریک، مرموز
دانشمندان اطلاعات بسیار کمی درباره نرید دارند، زیرا این قمر بسیار کمنور است و فاصله زیادی از زمین، خورشید دارد. تنها تصویر موجود از آن، عکسی تار و پیکسلی است که فضاپیمای وویجر ۲ در سال ۱۹۸۹ ثبت کرد.
نرید دورترین قمر شناختهشده نپتون است و یکی از بیقاعدهترین مدارهای منظومه شمسی را دارد. این قمر هر ۳۶۰ روز زمینی یک بار به دور نپتون میچرخد.
قطر نرید حدود ۳۳۸ کیلومتر تخمین زده میشود. این قمر نام خود را از پریهای دریایی اسطورههای یونان گرفته است.
بلیاکوف درباره وضعیت اولیه سامانه نپتون گفت:
«اینکه پیش از ورود تریتون چه چیزی آنجا وجود داشته، کاملا در حد حدس و گمان است.»
حتی در میان قمرهای نامنظم هم متفاوت است
نرید مانند تریتون در دسته «قمرهای نامنظم» قرار میگیرد. این گروه شامل اجرامی با مدارهای شیبدار، معکوس یا بسیار دور از سیاره است که معمولا تصور میشود بعدا جذب سیاره شدهاند.
اما نرید حتی در میان این گروه نیز غیرعادی محسوب میشود. قطر آن تقریبا دو برابر قمر فوبه زحل است و نسبت به بسیاری از قمرهای نامنظم، فاصله بسیار نزدیکتری به سیاره مادر دارد.
همین ویژگیها باعث شده بود برخی ستارهشناسان نسبت به منشا کمربند کویپری آن تردید داشته باشند.
جیمز وب چه چیزی کشف کرد؟
جیمز وب در یک رصد ویژه به مدت ۱۰ دقیقه و ۴۰ ثانیه، دادههای فروسرخ دقیقی از نرید جمعآوری کرد. این دادهها امکان بررسی ترکیب شیمیایی سطح قمر را فراهم میکنند.
نتایج نشان داد سطح نرید سرشار از آب است، بازتاب نوری بیشتری نسبت به اجرام کمربند کویپر دارد، همچنین مقداری دیاکسیدکربن روی آن دیده میشود.
بلیاکوف گفت:
«طیف کلی نرید بیشتر شبیه قمرهای منظم اورانوس بود تا اجرام کمربند کویپر.»
پژوهشگران دادههای نرید را با ۵۴ جرم کمربند کویپر که توسط جیمز وب بررسی شده بودند مقایسه کردند.
شبیهسازیها چه میگویند؟
پژوهشگران با استفاده از شبیهسازیهای رایانهای، سناریوی بقای نرید را آزمایش کردند.
نتایج نشان داد در شرایطی که تریتون پس از ورود به سامانه نپتون نابود نشود، حدود ۲۵ درصد احتمال دارد یک یا چند قمر در مدارهای دوردست زنده بمانند.
در این مدل، تریتون طی ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال نخست منظومه شمسی وارد سامانه نپتون شده، بیشتر قمرهای اولیه را نابود کرده است. با این حال نرید توانسته از این آشوب جان سالم به در ببرد، سپس به مدار بیرونی پرتاب شود.
این برخوردها احتمالا باعث کاهش سرعت مداری تریتون نیز شدهاند تا به موقعیت فعلی خود نزدیک نپتون برسد.
نیاز به ماموریت فضایی جدید به نپتون
دانشمندان تاکید میکنند برای تایید قطعی این نظریه، دادههای بیشتری لازم است. اگرچه جیمز وب میتواند مشاهدات بیشتری انجام دهد، اما یک ماموریت فضایی اختصاصی به نپتون بهترین راه برای پاسخ نهایی خواهد بود.
در حال حاضر هیچ ماموریتی برای سفر به نپتون برنامهریزی نشده است. وویجر ۲ که در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد، همچنان تنها فضاپیمایی است که از سامانه نپتون بازدید کرده است.
واکنش دانشمندان به این کشف جیمز وب
کارولین پورکو، دانشمند علوم سیارهای که در این پژوهش حضور نداشت، این نظریه را «توضیحی ساده اما تاثیرگذار» توصیف کرد.
او معتقد است تریتون پس از ورود به مدار نپتون بیشتر قمرهای اولیه را نابود کرده، اما نرید بهطرز شگفتانگیزی توانسته در مدار باقی بماند.
لی فلچر از دانشگاه لستر بریتانیا نیز تاکید کرد جیمز وب بار دیگر قدرت خود را در مطالعه منظومه شمسی نشان داده است.
او گفت:
«ما تصور میکردیم پس از ورود تریتون هیچ چیز از سامانه اولیه نپتون باقی نمانده باشد.»
اما یافتههای تازه نشان میدهد شاید هنوز بخشی از تاریخ اولیه نپتون در قالب قمر نرید زنده مانده باشد.
جمعبندی
کشف جدید جیمز وب میتواند نگاه دانشمندان به تاریخ نپتون را متحول کند. نرید شاید آخرین بازمانده سالم از سامانه قمری اولیه این سیاره باشد؛ جرمی که توانسته از آشوب ناشی از ورود تریتون جان سالم به در ببرد.
شما درباره این کشف جدید چه فکر میکنید؟ دیدگاه خود را با ما به اشتراک بگذارید.
