کمربند سیارکی ؛ نحوه تشکیل، حقایق جالب و هرآنچه باید بدانید

بخش زیادی از سیارک‌های منظومه‌ی شمسی را می‌توان در آن‌سوی مریخ پیدا کرد. این سیارک‌ها منطقه‌ای موسوم به کمربند سیارکی را تشکیل می‌دهند. برخی از سیارک‌های دیگر در نزدیک زمین قرار دارند و برخی دیگر بر اثر برهم‌کنش‌های گرانشی به خارج از منظومه‌ شمسی رانده می‌شوند.

چهار سیارک بزرگ در کمربند سیارکی عبارت‌اند از: سرس، وستا، پالاس و هایجیا. این سیارک‌ها نیمی از جرم کل کمربند سیارکی را تشکیل می‌دهند. باقی جرم کمربند بین اجرام بی‌شمار آن تقسیم می‌شود. بر اساس تخمین دانشمندان سیاره‌ای، اگر امروز کل مواد داخل کمربند سیارکی را ترکیب کنیم، دنیایی کوچک‌تر از ماه زمین را خواهیم داشت.

کمربند سیارکی به منطقه‌ای بین سیاره مریخ و سیاره مشتری گفته می‌شود که میزبان بیشترین سیارک‌های منظومه‌ی شمسی است و همچنین مرزی بین سیاره‌های سنگی داخلی و غول‌های گازی خارجی محسوب می‌شود. گاهی به این منطقه، کمربند سیارکی اصلی هم گفته می‌شود تا به‌این‌ترتیب از کمربند کویپر تفکیک شود.

در ابتدا ستاره‌شناس‌ها اعتقاد داشتند کمربند سیارکی پس از تخریب یک سیاره‌ بزرگ موسوم به فائتون تشکیل شده است. این نظریه متعلق به ستاره‌شناسی به نام هاینریش اولبرس است. فرضیه‌ی سیاره‌ی تخریب‌شده توسط بسیاری از ستاره‌شناس‌های سراسر جهان تأیید شد و تا پایان قرن بیستم تأثیر خود را حفظ کرد.

بااین‌حال، بر اساس پژوهش‌های مدرن، کمربند سیارکی بیشتر شبیه به سیاره‌ای است که هرگز تشکیل نشده است. در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش، در اولین روزهای منظومه‌ی شمسی توده‌های کوچک غبار کیهانی که خرده‌سیاره نامیده می‌شوند، از طریق فرآیندی موسوم به برافزایش تشکیل شدند. برخی از این خرده‌سیاره‌ها در نهایت سیاره‌هایی را که امروزه می‌شناسیم، شکل دادند. با این‌‌حال در منطقه‌ی بین مریخ و مشتری، اثر گرانشی مشتری مانع از برافزایش خرده‌سیاره‌ها و تبدیل آن‌ها به سیاره شد. در نتیجه این خرده‌سیاره‌ها با یکدیگر برخورد کردند و شکسته شدند و به شکل کمربند سیارکی کنونی درآمدند.

اغلب سیارک‌ها در کمربند اصلی از سنگ ساخته شده‌اند؛ اما بخش کوچکی از آن‌ها هم دارای ترکیب فلزهای نیکل و آهن هستند. سیارک‌های باقی‌مانده ترکیبی از این موارد و همچنین مواد کربنی هستند. برخی از دوردست‌ترین سیارک‌ها یخ بیشتری در خود دارند، گرچه به اندازه‌ی کافی بزرگ نیستند که جوی داشته باشند، با این حال برخی شواهد مبنی بر وجود آب در برخی سیارک‌ها پیدا شده است.

بخش زیادی از سیارک‌ها کوچک هستند و تنها ۳۰ درصد از سیارک‌های کمربند اصلی، قطری بیش از ۲۰۰ کیلومتر دارند. بزرگ‌ترین اجرام کمربند سیارکی عبارت‌اند از سرس (با قطر ۹۴۰ کیلومتر)، وستا (با قطر ۵۲۵ کیلومتر)، پالاس (با قطر ۵۱۰ کیلومتر) و هایجیا (با قطر ۴۱۰ کیلومتر). این چهار سیارک نیمی از جرم کل کمربند سیارکی را تشکیل می‌دهند. لازم به یاد‌آوری است که سرس به عنوان سیاره کوتوله شناخته می‌شود و به‌این‌ترتیب وستا بزرگ‌ترین سیارک درون این کمربند است.

قطر: ۹۳۹٫۴ کیلومتر

سرس بزرگ‌ترین جرم شناخته‌شده در کمربند سیارکی است. این سیاره کوتوله به بزرگی آلاسکا، بزرگ‌ترین ایالت آمریکا است. سرس هر ۱۶۷۸ روز زمینی به دور خورشید می‌چرخد و تنها جرم کروی در کمربند سیارکی است، به‌طوری‌که بر اساس تعریفی در سال ۲۰۰۶، دهمین سیاره منظومه شمسی نامیده شد. بااین‌حال دانشمندان با بیرون انداختن پلوتو از فهرست سیاره‌ها، طبیعتا سرس را هم در دسته‌ی سیاره کوتوله قرار دادند. گرچه سرس در دسته‌ سیاره‌های کوتوله قرار گرفته است، بسیاری در جامعه‌ی علمی آن را سیارک می‌دانند.

قطر: ۵۲۵ کیلومتر

وستا دومین جرم بزرگ در کمربند سیارکی است. گرچه این سیارک از سرس کوچک‌تر است، درخشش بالایی دارد، به‌طوری‌که گاهی می‌توان بدون ابزار خاصی آن را در آسمان شب مشاهده کرد. با اینکه وستا جرم تقریبا بزرگی به شمار می‌رود، از معیارهای سیاره کوتوله برخوردار نیست. فضاپیمای داون در سال ۲۰۱۱ تصاویر شگفت‌انگیزی از وستا را پیش از رسیدن به سرس ثبت کرد.

قطر: ۵۱۳ کیلومتر

پالاس سومین سیارک بزرگ در کمربند اصلی است. این سیارک برای اولین بار در سال ۱۸۰۲ در دسته‌ی سیاره‌ها قرار گرفت. با این‌حال از آنجا که بعدها سیارک‌های بیشتری کشف شدند، عنوان جدیدی برای آن انتخاب شد.

به دلیل شباهت اندازه‌ی پالاس و وستا، این پرسش وجود داشت که کدام یک بزرگ‌تر است؟ با این‌حال به نظر می‌رسد وستا برنده‌ی این رقابت باشد. متأسفانه به دلیل صفحه‌ی مداری شیب‌دار این سیارک، فضاپیماها به راحتی نمی‌توانند به آن دسترسی داشته باشند، در نتیجه فضاپیمای داون نتوانست از آن بازدید کند.

قطر: ۴۴۴ کیلومتر

یکی از هیجان‌انگیزترین نکات درباره‌ سیارک هایجیا این است که شاید به عنوان کوچک‌ترین سیاره‌ی کوتوله در منظومه شمسی انتخاب شود. گرچه این سیارک به اندازه‌ی سیارک‌های دیگر بزرگ نیست، معیارهای لازم برای تغییر وضعیت از سیارک به سیاره کوتوله را دارد. بیست و هفت ساعت طول می‌کشد تا هایجیا یک دور کامل به دور خود بچرخد که این مقدار ۲۰ ساعت بیشتر از پالاس است.

فاصله بین کمربند سیارکی و زمین بر اساس موقعیت اندازه‌گیری به شکل چشمگیری متغیر است؛ اما به طور میانگین، فاصله‌ی بین زمین و نزدیک‌ترین مرز کمربند بین ۱٫۲ تا ۲٫۲ واحد نجومی یا ۱۷۹٫۵ میلیون و ۳۲۹ میلیون کیلومتر متغیر است. البته در زمانی مشخص، بخشی از کمربند سیارکی در جهت مخالف خورشید نسبت به ما قرار می‌گیرد. از چنین زاویه‌ای فاصله‌ی بین زمین و کمربند سیارکی بین ۳٫۲ و ۴٫۲ واحد نجومی یا ۴۷۸٫۷ تا ۶۲۸٫۳ میلیون کیلومتر می‌رسد.

کمربند سیارکی بین سیاره‌های مریخ و مشتری در فاصله‌ی ۳٫۲ واحد نجومی از خورشید قرار دارد که تقریبا برابر است با ۴۷۶ میلیون کیلومتر. کمربند سیارکی همچنین بسیار عظیم است و فاصله‌ی بین سیارک‌های آن به بیش از ۹۶۵ هزار کیلومتر می‌رسد.

کاوشگر داون در سپتامبر ۲۰۰۷ توسط ناسا با مأموریت بررسی دو پیش‌سیاره در کمربند سیارکی پرتاب شد: وستا و سرس. این کاوشگر در ۱۶ ژوئیه‌ی ۲۰۱۱ وارد مدار وستا شد و مأموریت بررسی ۱۴ ماهه‌ای را در اواخر سال ۲۰۱۲ برای سرس به پایان رساند. همچنین در ۶ مارس ۲۰۱۵ وارد مدار اطراف سرس شد. مأموریت این کاوشگر یک نوامبر ۲۰۱۸ به پایان رسید.

هدف کاوشگر داون از بررسی دو جرم بزرگ کمربند سیارکی، پاسخ به پرسش‌هایی درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی بود. سرس و وستا دو پیش‌سیاره‌ی متفاوت بودند که یکی از آن‌ها مرطوب، منجمد و سرد و دیگری خشک و سنگی بود. این دو جرم پلی به درک شکل‌گیری سیاره‌های سنگی و اجرام یخی در منظومه‌ی شمس به شمار می‌رفتند. بر اساس شواهد به دست آمده، سرس و وستا هر دو در اوایل تاریخ منظومه‌ی شمسی شکل گرفتند و بنابراین سابقه‌ای از رویدادها و فرآیندهای آن زمان را در خود دارند.

• کمربند سیارکی دربردارنده‌ی صدها هزار سیارک شناخته شده است. با این‌حال احتمالا میلیون‌ها و حتی شاید میلیاردها عدد از آن‌ها هنوز ناشناخته باشند.
• با اینکه اغلب سیارک‌ها در ابعاد سنگ‌ریزه یا ذرات غباری هستند، ۲۰۰ سیارک شناخته شده بیشتر از ۱۰۰ کیلومتر قطر دارند. علاوه بر این ۰٫۷ تا ۱٫۷ میلیون سیارک با قطر یک کیلومتر یا بیشتر وجود دارند.
• چهار سیارک بزرگ در کمربند اصلی عبارت‌اند از سرس، وستا، پالاس و هایجیا. سرس به عنوان سیاره کوتوله شناخته می‌شود و بزرگ‌ترین سیارک شناخته‌شده در بخش داخلی منظومه‌ شمسی به شمار می‌رود.
• گرچه تعداد زیادی جرم در کمربند اصلی قرار دارند، فاصله بین آن‌ها بسیار زیاد است و به بیش از ۹۶۵ هزار کیلومتر می‌رسد. به همین دلیل فضاپیماها می‌توانند بدون برخورد با سیارک‌های دیگر درون کمربند حرکت کنند.
• سیارک‌ها بر اساس پیشنهاد کاشفان آن‌ها نام‌گذاری می‌شوند. همچنین عددی برای شناسایی آن‌ها درنظر گرفته می‌شود.
• وقتی کمربند سیارکی شکل گرفت، اجرام به یکدیگر پیوستند و پیش‌سیاره‌ها را شکل دادند. با این‌حال کشش گرانشی ناشی از شکل‌گیری مشتری، آشفتگی این اجسام را افزایش داد و به جای ترکیب با یکدیگر برخورد کردند.
• بر اثر برخورد سیارک‌ها در اوایل شکل‌گیری، ۹۹٫۹۹ درصد از جرم کمربند سیارکی اصلی در ۱۰۰ میلیون سال اول تاریخ منظومه شمسی از بین رفت.
• تأثیر گرانشی می‌تواند سیارک‌ها را به خارج از کمربند هدایت کند و حتی آن‌ها را به بخش خارجی منظومه‌ شمسی بفرستد.

کمربند سیارکی به منطقه سیارکی بین مریخ و مشتری گفته می‌شود که احتمالا شامل میلیاردها سیارک در ابعاد مختلف است. سرس بزرگ‌ترین جرم این کمربند است که در دسته‌ی سیاره‌های کوتوله قرار دارد. تنها ۲۰۰ سیارک شناخته‌شده در کمربند سیارکی دارای قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر هستند و بقیه شامل اجرام کوچک و سنگریزه‌ها هستند.