سرس ؛ کوچکترین سیاره کوتوله شناخته شده

سرس ؛ کوچکترین سیاره کوتوله شناخته شده

سرس (Ceres)، کوچکترین سیاره کوتوله و البته نزدیک‌ترین آنها به خورشید است که در کمربند سیارکی، در حدفاصل میان مریخ و مشتری واقع شده است. به عبارت دیگر سرس تنها سیاره کوتوله‌ای است که در منظومه شمسی داخلی وجود دارد.

سرس جزء اولین و کوچکترین سیاره کوتوله‌ ای است که تاکنون رصد شده است. جوزپه پیاتزی، ستاره شناس اهل سیسیل، در سال ۱۸۰۱ بر اساس این پیش‌بینی که فاصله میان مریخ و مشتری احتمالا باید شامل یک سیاره دیگر نیز بشود، موفق یه کشف سرس شد. این سیاره کوتوله دارای ۹۵۰ کیلومتر قطر و جرمی معادل ۱۵ هزارم درصد جرم زمین است.

شناسنامه سرس به عنوان کوچکترین سیاره کوتوله

  • قطر: ۹۵۰ کیلومتر
  • جرم:  کیلوگرم
  • اندازه مدار: ۴۱۳ میلیون و ۷۰۰ هزار کیلومتر (معادل ۲.۸ واحد نجومی)
  • مدت زمان گردش به دور خورشید: ۱۶۸۰ روز زمین (معادل ۴.۶ سال)
  • دمای سطح: منفی ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد
  • تعداد قمر: صفر
  • تاریخ کشف: اول ژانویه ۱۸۰۱
  • کاشف: جوزپه پیاتزی (Giuseppe Piazzi)

همانطور که گفته شد سرس تنهای سیاره کوتوله‌ای است که در منطقه داخلی منظومه شمسی واقع شده است. باقی آنها در خارج از مرز لبه‌های منظومه و در کمربند کویپر ساکن هستند. سیاره کوتوله سرس، کوچکترین سیاره کوتوله شناخته شده و نیز بزرگ‌ترین جرم کمربند سیارکی به شما می‌رود.

سیاره کوتوله دقیقا چیست؟

اتحاد بین‌المللی ستاره‌ شناسان (IAU)، سیاره را جرمی تعریف می‌کنند که:

  • در مدار خورشید می‌گردد
  • مقدار کافی گرانش دارد تا حالت کروی خودش را حفظ کند (یا به عبارت بهتر تعادل هیدرواستاتیکی داشته باشد)
  • مدار خود را از اجرام کوچک خالی می‌کند.

مشخصه آخر وجه بزرگ تمایز میان یک سیاره و یک سیاره کوتوله‌ است؛ گرانش یک سیاره، نیروی لازم برای جذب و دفع اجرام کوچکی که در مسیر مدارش قرار می گیرند را دارد؛ اما نیروی گرانش یک سیاره کوتوله قادر به انجام چنین کاری نیست.


بیشتر بخوایند:  سیاره کوتوله چیست؟ سیاره بودن یا نبودن، مسئله این است!


از نظر ریخت‌شناسی، سرس یک شبه‌کره است که در قطبین تخت شده است. همچنین در اطراف خط استوا دارای یک برآمدگی ناشی از چرخش است. دانشمندان معتقدند امکان وجود اقیانوس و یا با احتمال کمتری اتمسفر نیز در سرس وجود دارد. داده‌هایی که از ماموریت‌هایی نظیر دان (Dawn) به دست آمده است راز‌های بسیاری را از آن فاش کرده است، اما کماکان موارد بسیاری برای کاوش وجود دارد.

شاید برایتان جالب باشد که بدانید سیارات کوتوله دارای حلقه نیز شناسایی شده‌اند. یک تیم بین‌المللی از ستاره شناسان، در ۲۱ ژانویه ۲۰۱۷، در مجموعه‌ای از رصدها که در رصد‌خانه‌های سراسر اروپا انجام گرفت، با استفاده از روش گذر از مقابل ستاره‌ای به نام  URAT1 533− 182543 موفق به مشاهده حلقه‌ای به دور سیاره کوتوله Haumea شدند.

نقاط درخشان و کوه‌های تنهایی

 

در ۶ مارس ۲۰۱۵، فضاپیما دان (Dawn) ناسا، به عناون اولین کاوشگری که با هدف بررسی دو مورد از اجرام منظومه شمسی پرتاب شد، پس از مطالعه و عبور از سیارک وستا، به سیاره کوتوله سرس رسید، جرمی یخی که برای سال‌ها دانشمندان را به چالش کشیده بود.

در حالی که اکثر سیارک‌ها از جنس سنگ هستند، از سال ۱۹۹۱ شواهدی از سرس موجود است که نشان می‌دهد امکان وجود آب روی سطح آن دور از انتظار نیست. هرچند که این شواهد حدود ۲۰ سال است که به تایید رسمی نرسیده‌اند.

این طرح هنری توسط استیو آلبرز (Steve Albers) و بر مبنای نقشه‌های رسم شده از مشاهدات فضاپیما دان (Dawn) ناسا کشیده شده است. این فضاپیما هم‌اکنون در کمربند سیارکی و در مداری به دور خورشید در حال گردش است. (اعتبار: NASA/JPL-Caltech)

هرچه فضاپیما دان بیشتر به این کوتوله نزدیک می‌شد، نقاط درخشان سطح آن واضح‌تر می‌شدند. پس از انجام مشاهدات، مشخص شد، ۱۳۰ نقطه مشابه با درخشندگی‌های متنوع بر روی روی سطح سرس وجود دارند.

سطح درخشندگی سرس چیزی شبیه به آسفالت‌ تازه ریخته شده است. این در حالی است که این نقاط درخشان مشاهده شده به درخشندگی قطعات یخ شناور در اقیانوس‌های زمین بودند. درخشان‌ترین ناحیه در ۹۰ کیلومتری حفره اوکاتر (Occator) قرار دارد؛ که دربرگیرنده مجموعه‌ای از مشهور‌ترین نقاط درخشان سطح سرس است.

گمانه‌زنی‌های اولیه در مورد این نقاط خبر از وجود آتشفشان‌های یخی بر سطح کوچکترین سیاره کوتوله خبر می‌دادند. حال آنکه تنها یک کوه، موسوم به “کوه تنهایی” در سطح آن وجود دارد. کوه تنهایی ۶۴۳۷ متر ارتفاع دارد. این کوه ۶.۵ هزار متری ، بدون هیچ‌گونه شاهدی از وجود آشتفشان و یا هرگونه فعالیت زمین‌شناختی (ژئولوژیک) دیگری، تنها ایستاده و فقط نشان‌دهنده منشاء رازآلود منطقه خود است.

مطالعه‌ای که اخیرا بر روی نقاط درخشان سطح سرس انجام گرفته است حاکی از وجود منیزیم سولفات هیدراته در ساختار تشکیل دهنده آنهاست. همان ماده‌ای که در نمک‌های اپسوم وجود دارد. اکثر این مناطق درخشان همراه با حفرات زیادی هستند، این موضوع نشان می‌دهد که احتمالا تشکیل آنها در نتیجه نوعی برخورد بوده است. این یافته‌ها با درک اولیه ما از نحوه شکل گیری سیارت کوتوله مطابقت دارد.

چگالی سرس را ۲.۰۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب برآورد می‌کنند. بر این اساس دانشمندان گمان می‌کنند که حدود یک چهارم از وزن آن را آب تشکیل داده است، خیلی بیشتر از نسبتی که برای سیاره زمین ما برآورد می‌شود. برای مقایسه جا دارد عنوان کنیم چگالی سیاره زمین ۵.۵۲ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

به نظر می‌رسد پوسته کوچکترین سیاره کوتوله کشف شده، نازک و سنگی باشد. هسته مرکزی داخلی آن نیز از جنس سنگ است. طیف‌سنجی های انجام شده از سطح کوتوله سرس حاکی از سطحی غنی از آهن است. همچنین نشانه‌هایی از وجود کربنات نیز به دست آمده است.

به این ترتیب در کنار زمین و مریخ، سرس از معدود اجرام منظومه شمسی است که معواد معدنی در آن وجود دارد. کربنات‌ها در نتیجه فرآیندی با دخالت آب و گرما تشکیل می‌شود، در نتیجه وجود کربنات در سرس شناساگر خوبی برای بررسی وجود حیات در این جرم است.

هنگامی که اجرام بزرگ با سرس برخورد می‌کند، بخشی از پوسته این سیاره کوتوله را جدا می‌کند. در نتیجه یخ موجود در لایه‌ی زیرین بالاتر می‌آید. با اثری که گرمای تابش خورشید بر لایه‌ بیرونی می‌گذارد، این امکان مهیا می‌شود تا یخ‌ها طی فرآیندی به نام تصعید از فرم جامد به مایع تبدیل می‌شود.

در سال ۲۰۱۴ رصدخانه هرشل‌ (Herschel) سازمان فضایی اروپا، جریان‌هایی از بخار آب در اطراف سرس یافتند که با سرعت ۶ کیلوگرم در ثانیه در حال گریز از آن بود. مایکل کوپرز، دانشمند سیاره‌ای سازمان فضایی اروپا و رهبر مطالعات این سازمان در مورد بخار‌های طبیعی، در اسپانیا می‌گوید:

این نخستین شناسایی صریح از آب در سیاره کوتوله سرس و به طور کلی در کمربند سیارکی است.

برخلاف همسایه‌های سیارکی‌اش، سرس شکلی تقریبا گرد دارد. این جرم سنگی ممکن است در زیر پوسته خود آب یخ‌زده داشته باشد.

کاوشگر رباتیک دان (Dawn)، که در سال ۲۰۱۵ به سرس رسید ویژگی‌های برجسته زیادی از جمله نقاط درخشان متنوع در ارتفاع ۶.۵ کیلومتری، را در سطح آن نمایان کرد. در موردی دیگر در سال ۲۰۱۴ رصدخانه فضایی هرشل موفق به ثبت شواهدی از وجود بخار آب در آن شد.

تاریخچه کشف سرس

دانشمندان در اواخر قرن ۱۸ میلادی توانستند با استفاده از روابط ریاضی وجود سیاره‌ای در حدفاصل میان مریخ و مشتری را پیشبینی کنند. آنها مشتاقانه، آن ناحیه را در جستجوی سیاره گمشده واکاوی می‌کردند. در ۱ ژانویه ۱۸۰۱، جوزپه پیاتزی (Giuseppe Piazzi) ستاره‌شناس اهل جزیره سیسیل ایتالیا، جرمی را کشف و آن را سیاره قلمداد کرد. سپس نام آن را با الهام از خدای رومی کشاورزی، رستنی‌ها و غلات، سرس گذاشت.

در طول دهه‌های بعد، چهار جرم جدید دیگر نیز در این منطقه کشف و همگی سیاره تلقی شدند. در طول ۵۰ سال پس از آن، اجرام کوچکتر دیگری نیز به طور پراکنده در حدفاصل میان مریخ و مشتری کشف شدند. سرانجام این اجرام تحت عنوان کمربند سیارکی نام گذاری شدند؛ از همین رو وضعیت سرس نیز از یک سیاره به یک سیارک بزرگ نزول رتبه داد.

اما در سال ۲۰۰۶ بود که سرس به عنوان یک سیاره کوتوله پذیرفته شد. سرس را نمی‌توان به عنوان یک سیاره به شمار آورد، چرا که از نیروی رانش گرانشی کافی برای پاک کردن خرده اجرام موجود در مسیرش برخوردار نیست. با این وجود برخی طبقه بندی‌ها کماکان آن را به عنوان یک سیارک تلقی می‌کنند.

سرس در حالی که بزرگترین جرم کمربند سیارکی محسوب می‌شود، به حدود ۹۵۰ کیلومتر وسعت، یعنی چیزی در حدود ایالت تگزاس، کوچکترین سیاره کوتوله شناخته شده به شمار می‌رود. در حقیقت سرس کوچکتر از آن است که بتوان آن را به عنوان سیاره کوتوله و یا سیارک طبقه بندی کرد.

در ادبیات علمی، سرس را بعنوان یکی از بزرگترین سیارک‌ها قلمداد می‌کنند. اگرچه سرس جرمی در حدود یک چهارم جرم کل کمربند سیارکی دارد، اما هنوز هم حدود ۱۴ بار کم‌جرم‌تر از پلوتو است. هر روز در سرس حدود ۹ روز زمینی به طول می‌انجامد و همچنین ۴.۶ سال طول می‌کشد تا مدار خود به دور خورشید را یک مرتبه طی کند.

جرم کم و فاصله نزدیک این جرم سماوی، دانشمندان را بر آن داشت تا از این سیاره کوتوله را به عنوان یک نقطه فرود برای ماموریت‌های عمیق فضایی نام ببرند.

آیا سرس منشاء آب در زمین است؟

برخلاف بخش عمده‌ای از اجرام کمربند سیارکی، سرس مقدار قابل توجه‌ای از یخ را شامل می‌شود. این موضوع  می‌تواند به آن معنی باشید که شاید منشا آب روی کره زمین اجرام مشابه‌ای مانند سرس در دوران اولیه تشکیل حیات در منظومه شمسی باشند.

به نظر می‌رسد سرس (Ceres) دارای یک لایه حارجی سنگی و یک لایه درونی‌ از جنس یخ باشد.

براساس مدل‌های امروزی منظومه شمسی، زمین در ابتدا به صورت سنگی شکل گرفته است. تمام آبی که در سطح آن وجود داشته در نتیجه برخورد یک سیاره ثانویه به زمین، که منجر به شکل‌گیری ماه شده است، تبخیر شده است. برای مدت‌ها دانشمندان تصویر می‌کردند پس از این برخورد، احتمالا دنباله‌دار‌ها با برخورد به زمین تازه دوباره شکل گرفته، آب را برای آن به ارمغان آورده‌اند.


بیشتر بخوانید:  دنباله دار چیست؟


با این حال کاوشگر‌های مطالعه دنباله‌دارها نشان داده اند که این سنگ‌های یخی دارای آبی که بتواند منشاء این اتفاق باشد، نیستند.

.

منبع: Space



ارسال نظر