توسط مارینا کورن
ستارهشناسان بهتازگی یک قمر شبهماه سرگردان در مدار سیارهٔ ما شناسایی کردند، اما این بهسختی اولین سرگردان نیست که اطراف زمین میچرخد.
در منظومه شمسی خبری هیجانانگیز محلی وجود دارد: یک سنگ فضایی مرموز، بهاندازه یک ساختمان، در کنار زمین در مسیر خود بهدور خورشید میچرخد. تا تابستان جاری، این جسم برای ستارهشناسان ناشناخته بود؛ این شیء برای دههها سایهپوشی زمین بوده است، در ترکیبی نجومی که آن را «قمر شبهماه» مینامند.
وقتی بن شارکی، ستارهشناس دانشگاه مریلند، برای اولین بار درباره PN7 که اکنون دانشمندان به آن این نام را میدهند، شنید، اولین فکرش این بود: «آه، جالب، یکی دیگر». این به این دلیل است که PN7 تازهترین کشف در میان یک رژهٔ دائم از اشیای کوچکی شبیه به ماه در نزدیکی زمین است.
سیارهٔ ما دیگر قمرهای شبهماه مانند PN7 دارد؛ اینها به دور خورشید میچرخند، اما مسیر حلقهای آنها در فضا — گاهی پیش از زمین پیشدر میکشند و گاهی پشت سر آن میچرخند — باعث میشود بهنظر برسد که واقعاً بهدور سیاره میچرخند. همچنین قمرهای مینی وجود دارد که در واقع توسط جاذبهٔ زمین به دام افتاده و موقتا دور سیاره میگردند تا سپس رها شوند.
هیچکدام با ماه مقایسه نمیشوند؛ تنها قمر طبیعی زمین، جواهر شاهنشین افسانهای آسمان شب. این اشیاء دیگر فقط با تلسکوپهای قدرتمند قابل رؤیت هستند، بهویژه آن دسته که برای ضبط نور کمساطعی که از سطوح سنگهای میکروسکوپی و سریعالتحرک در تاریکی منعکس میشود طراحی شدهاند. اما هر کشف جدید یادآور حقیقت دلپذیری در مورد همسایگی کیهانی ماست: زمین همیشه قمرهای بیشتری نسبت به آنچه فکر میکنید دارد.
«اینها واقعاً باعث میشوند که نگاه منظم و ثابت ما به منظومه شمسی را بازنگری کنیم»، شارکی میگوید.
قمرهای شبهماه چیستند؟
در منظومه شمسی، زمین تنها سیارهای نیست که قمرهای شبهماه دارد؛ ستارهشناسان اولین قمر شبهماه شناختهشده را در اطراف زهره در سال ۲۰۰۲ شناسایی کردند. کشف PN7 تعداد قمرهای شبهماه شناختهشدهٔ زمین را به حداقل هفت میرساند. (احتمالاً تعداد بیشتری وجود دارد که هنوز کشف نشدهاند.)
این اجسام کوچک میتوانند بهصورت اتفاقی گرانشی وارد مدار مشترک با زمین شوند و از آن خارج شوند، شارکی میگوید، و آنها تحت کششهای گرانشی کوچکی از سیارهٔ ما قرار میگیرند. قمرهای شبهماه کشفشده تا بهحال از ۳۰ فوت تا ۱٬۰۰۰ فوت اندازه متغیر هستند؛ PN7 در حال حاضر بهنظر میرسد یکی از کوچکترین این گروه باشد.
PN7 که در اواخر ماه اوت توسط رصدخانه Pan‑STARRS در هاوایی شناسایی شد، در حدود اواسط دههٔ ۱۹۶۰، پیش از اولین قدم انسان بر ماه، با زمین همزمان شد. دانشمندان پیشبینی میکنند که PN7 در سال ۲۰۸۳ بهسوی یک مدار متفاوت حول خورشید حرکت خواهد کرد. مدت زمان چنین تنظیمی متغیر است؛ شیء دیگری که توسط PAN‑STARRS در سال ۲۰۱۶ کشف شد، کاموئالووا، حدود یک قرن در وضعیت قمر شبهماه باقی مانده است و برای ۳۰۰ سال آینده نیز این وضعیت را حفظ خواهد کرد.
قمرهای مینی نیز بهدلیل تصادف گرانشی شکل میگیرند، اما این بار زمین واقعا آنها را به دام میاندازد. این سنگهای دزدیدهشده معمولاً کمتر از یک سال دور سیاره میچرخند؛ مدارهایشان بسیار ناپایدار است و بهراحتی میتوانند رها شوند. ستارهشناسان تاکنون تنها چهار قمر مینی را مشاهده کردهاند؛ تازهترین آن، بهاندازه یک اتوبوس مدرسه، سال گذشته پس از چند ماه، از زمین جدا شد.
(بیشتر دربارهٔ آخرین قمر مینی زمین بخوانید.)
اکثریت قمرهای مینی «خیلی کوچک، شبیه به سنگهای بزرگ» هستند، که به این معنی است که کشف آنها دشوار است، میگوید گریگوری فدورِتس، ستارهشناس دانشگاه تورکو در فنلاند. در حال حاضر هیچ قمر مینی شناختهشدهای در اطراف زمین وجود ندارد، اما تحلیلی توسط فدورِتس پیشبینی میکند که در هر زمان ممکن است زمین یک قمر مینی بهعرض چند فوت داشته باشد و تحلیل دیگری نشان میدهد که ممکن است شش قمر مینی با اندازه مشابه داشته باشد.
ماه در واقع چیست؟
ممکن است بهنظر برسد که اشاره به یک سنگ بزرگ بهعنوان ماه، حتی یک ماه مینی، افراط باشد. همین امر میتواند برای برخی قمرهای شبهماه کوچکتر مانند کاموئالووا که بهاندازه چرخوفلک است، صادق باشد. در واقع، ستارهشناسان مجموعهٔ رسمی قوانینی برای برچسبگذاری و ردهبندی اشیائی که میتوانند بهعنوان ماهها تظاهر کنند، ندارند.
در سال ۲۰۱۸، تیمی از دانشمندان گزارش دادند که دو «قمر شبحی» یافتند؛ ابرهای مهآلودی از گرد و غبار فضایی که در کنار ماه میچرخند. اگر هر ابر حاوی تعداد زیادی دانه ماده باشد، شارکی میگوید: «آیا آن را یک قمر شبح مینامید یا ۱۰۰٬۰۰۰ ماه مینامید؟»
با این حال، قمرهای محتمل نوعی فوریت خاص به علمستارهشناسی میآورند که برخی شگفتیهای دوردست قادر به ارائه آن نیستند. کت وُولک، دانشمند سیارهای در مؤسسهٔ علم سیارات (Planetary Science Institute) در آریزونا، گاهی به همکاران خود که در این بخش از منظومه شمسی مطالعه میکنند حس حسادت میکند و میتوانند کل مسیرهای اشیای شبیهماه را ببینند. اهداف علاقهمندی او، بدنههای آسمانی کوچک فراتر از نپتون، «در طول عمر من حتی یک بار هم به دور خورشید نمیچرخند چون دورهٔ مدارشان بسیار طولانی است»، میگوید وُولک. اما سفرهای قمرهای شبهماه و قمرهای مینی در منظومه شمسی داخلی در مقیاس زمانی بسیار کوتاهتری رخ میدهند و «مثالی واقعاً سرگرمکننده از دینامیک مداری در دنیای واقعی» را فراهم میکنند، او میگوید.
این قمرهای اضافی از کجا میآیند؟
دانشمندان هنوز در تلاشند تا منشأ بازدیدکنندگان گاهبهگاه زمین را شناسایی کنند، شارکی میگوید. اینها میتوانند سیارکهای نزدیک به زمین باشند، جامعهای هزاران سنگ فضایی که قبلاً به کمربند اصلی سیارکهای منظومه شمسی بین مریخ و مشتری تعلق داشتند. در مرحلهای، مشتری، پادشاه گرانش، ممکن است آنها را به سمت منظومه شمسی داخلی رانده باشد.
بهطور دیگر، قمرهای محتمل ممکن است قطعاتی از ماه خودمان باشند که بهدلیل برخوردهای سنگهای دیگر که از فضا به سمت سطح ماه میشتابند، از سطح ماه جدا شدهاند. زمانی که شارکی و همکارانش به مطالعهٔ قمر شبهماه کاموئالووا پرداختهاند، دریافتهاند ترکیب شیمیایی آن «شبیهتر به ماه است نسبت به هر سیارک دیگری که پیش از این بررسی کردهایم»، و بهنظر میرسد پرآفتابتر و تابش خورشید بیشتری نسبت به سیارکهای نزدیک به زمین معمولی داشته باشد. (آخرین قمر مینی نیز نشانههای ریشهدار در ماه داشت.)
یک تلاش جدی برای اکتشاف جامد کاموئالووا در حال حاضر در جریان است و میتواند به تعیین منشأ آن کمک کند. بهار امسال، چین مأموریتی را بهکار گرفت که تابستان آینده به کاموئالووا میرسد؛ این کاوشگر برخی تکههای سنگی از قمر شبهماه را جمعآوری کرده و به زمین بازمیگرداند تا دانشمندان آنها را تجزیه و تحلیل کنند.
نظریهٔ دیگری مطرح میکند که این اشیا آخرین بازماندگان یک جمعیت قدیمی از سیارکها هستند که در روزهای اولیهٔ آشفتهٔ منظومه شمسی در نزدیکی زمین متراکم شدند. اما شارکی میگوید، چرا فقط یک توضیح را انتخاب کنیم؟ قمرهای اضافی زمین — گذشته، حال و آینده — میتوانند همهٔ اینها باشند.
قمرهای محتمل بیشتری در راهند
ستارهشناسان میگویند که فناوری تلسکوپها تنها اخیراً بهگونهای پیشرفت کرده که بتوانند اجسام کوچکی مانند PN7 را شناسایی کنند و مشتاقند ببینند که چه نوعی از اشیای شبیه‑ماه توسط ابزارهای قدرتمند، بهویژه رصدخانهٔ جدید ویرا سی. روبین، کشف میشوند.
(جدیدترین تلسکوپ زمین میتواند بزرگترین اسرار نجوم را حل کند.)
وقتی دانشمندان این اشیا را مشاهد میکنند، فدورِتس میگوید که به موضوعی بسیار قدیمی میپردازند — مطالعهٔ مکانیک سماوی — که روزی کل موقعیت بشریت در آسمانها را بازنگری کرد و زمین را از مرکز جهان شناختهشده بیرون کرد. البته، یک دستهٔ قمر مینی باعث تغییرات علمی بهسطح کوپرنیکی نخواهد شد. اما آنها یادآور این هستند که کیهان همیشه در حال حرکت است و گرانش بهصورت ساکن و پیوسته منظرهٔ آسمانی را حتی در این نزدیک به خانه بازآرایی میکند — و این که انسانها تنها بهتازگی متوجه شدهاند که چگونه این تغییرات را در لحظه ثبت کنند.
یک نکته بهنظر نمیرسد تغییر کند: زمین نمیتواند بهطور دائم یک ماه واقعی دیگر را به خود بگیرد، ماهی که در برابر کوچکترین تغییرات گرانشی فراری نشود، فدورِتس میگوید. این امر نیازمند برخورد نزدیک با یک شیء عظیم بهاندازهٔ یک سیاره است و او میگوید: «در تاریخ این منظومه شمسی، دیگر این امکان وجود ندارد.»
اما آینده احتمالاً پر از همراهان سفری همچون PN7 خواهد بود. هر یک از اینها پدیدهای کوچک برای تسکین تنهایی کیهانی زمین است، تنها سیارهٔ منظومه شمسی که فقط یک قمر دارد.