۱۰ کشف شگفت‌انگیز درباره منظومه شمسی در سال ۲۰۲۳

هر سال نکات بیشتری را درباره‌ی پیچیدگی‌های منظومه شمسی می‌آموزیم. سال ۲۰۲۳ هم از این قاعده مستثنی نبود. در سالی که گذشت، دانشمندان به داده‌های بیشتری از محله‌ی خورشیدی دست یافتند. از کوچک شدن سیاره‌ها تا کشف قمرهای جدید و یخ‌فشان و لکه‌های اسرارآمیز، در این مقاله ده نمونه از جذاب‌ترین اکتشافات منظومه‌ شمسی در سال ۲۰۲۳ را مرور می‌کنیم.

سفرمان را با نزدیک‌ترین سیاره به خورشید یعنی عطارد شروع می‌کنیم. بر اساس پژوهشی در ماه اکتبر، کوچک‌ترین سیاره‌ منظومه شمسی به کوچک شدن ادامه خواهد داد. کارشناسان مدت‌هاست می‌دانند که عطارد از زمان شکل‌گیری در حال انقباض بوده است. ترک‌های عظیم یا خراش‌های سطحی عطارد به مرور زمان بر اثر انقباض و دوره‌های طولانی سردشدن به وجود آمده‌اند.

دانشمندان در ابتدا تصور می‌کردند خراش‌های سطحی عطارد، میلیاردها سال قدمت داشته باشند، اما پژوهش‌ها نشان دادند قدمت برخی از آن‌ها فقط به ۳۰۰ میلیون سال می‌رسد. این شواهد نشان می‌دهند عطارد در بخش زیادی از عمرش منقبض شده است و ممکن است این انقباض امروز هم ادامه داشته باشد.

همچنین امسال دانشمندان یخچال‌های شور را در برخی دهانه‌های برخوردی عطارد کشف کردند که می‌توانند شرایط لازم برای برخی شکل‌های حیات را فراهم کنند.

پژوهشگرها در ماه نوامبر برای دومین بار از کشف اکسیژن در جو سیاره‌ زهره خبر دادند؛ یافته‌ای که وجود این عنصر را در جو جهنمی زهره بالاخره ثابت کرد. لایه‌ی نازک اکسیژن مولکولی (اتم‌های غیرپیوندی اکسیژن) با استفاده از رصدخانه‌ی استراتوسفری نجوم فروسرخ ناسا رصد شد؛ این تلسکوپ روی هواپیمای بزرگی نصب شده بود که بین سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۲۲ بالای جو زمین پرواز می‌کرد.

با این‌حال اکسیژن مولکولی نشانه‌ی حیات روی زهره نیست. بلکه به باور دانشمندان این گاز بر اثر برخورد پرتوهای خورشیدی به مولکول‌های کربن‌دی‌اکسید و مونوکسید و تجزیه‌ی آن‌ها به وجود آمده است. این اکسیژن همچنین برای استعمارگران انسانی آینده بلااستفاده خواهد بود؛ زیرا تنفس‌پذیر نیست و فقط در تراکم‌های پائین وجود دارد.

در سالی که گذشت، دانشمندان متوجه شدند زهره هزاران آتشفشان بیشتر از تصورات قبلی دارد که اغلب آن‌ها ممکن است هنوز فعال باشند.

بر اساس پژوهشی در ماه اکتبر، ماه قمر زمین حداقل ۴۰ میلیون سال قدیمی‌تر از تصورمان است. پژوهشگرها کریستال‌های برخوردی کوچکی موسوم به کریستال‌های زیرکنی را در نمونه سنگ‌های ماه کشف کردند که از نمونه‌های بازگشتی مأموریت آپولو ۱۷ بودند.

تحلیل جدیدی نشان داد کریستال‌های زیرکنی که بر اثر برخورد عظیم بین زمین و سیاره‌ای در ابعاد مریخ باقی ماندند، بسیار قدیمی‌تر از کریستال‌های مشابهی هستند که در دیگر نمونه‌های قمری کشف شدند. درواقع این کریستال‌ها قدیمی‌تری نمونه‌های شناخته‌شده از برخورد عظیم هستند و مانند معیاری برای سنجش طول عمر ماه عمل می‌کنند.

در سالی که گذشت، ستاره‌شناس‌ها همچنین توده‌های اسرارآمیز منتشرکننده‌ی گرما در آن سوی ماه و توده‌ی مجزایی از ماه را در مدار زمین کشف کردند.

یکی از بزرگ‌ترین اخبار امسال مریخ این بود که سرعت چرخش این سیاره به دور خود هر سال افزایش می‌یابد و دانشمندان هنوز دلیل آن را نمی‌دانند. داده‌های به دست‌آمده از مأموریت اینسایت ناسا نشان می‌دهند چرخش مریخ با سرعت ۴ میلی ثانیه قوسی در سال افزایش می‌یابد و به این ترتیب روزهای مریخی به مرور زمان کوتاه‌تر می‌شوند. یک میلی ثانیه‌ی قوسی برابر است با یک هزارم ثانیه قوسی که واحدی زاویه‌ای است.

دو نظریه‌ی پیشتاز، افزایش سرعت چرخش مریخ را توصیف می‌کنند. اولین نظریه مرتبط با انباشته‌سازی یخ در قطب‌های این سیاره است که باعث تغییرات اندک در توزیع جرمی آن می‌شود و دومین علت، پدیده‌ای به نام بازگشت پسا‌یخبندانی است که طی آن بخش‌های خشکی پس از هزاران سال دفن شدن زیر یخ‌ها بیرون می‌آیند.

در سالی که گذشت، دانشمندان همچنین معمای زلزله‌های مریخی را حل کردند و حداقل تعداد افراد برای شروع یک کلونی مریخی را تخمین زدند.

امسال دانشمندان ۱۲ قمر جدید را اطراف مشتری کشف کردند و به‌این‌ترتیب تعداد قمرهای این سیاره به ۹۲ عدد رسید و رکورد جدیدی را از خود به جا گذاشت. قمرهای جدید مشتری کوچک هستند و قطرشان بین ۱ تا ۳٫۲ کیلومتر است. اغلب این قمرها دارای مدارهای عریضی هستند به‌طوری‌که از این میان ۹ قمر پس از ۵۵۰ روز مدار مشتری را کامل می‌کنند.

قمرهای جدید سیاره مشتری بین سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ کشف شدند بااین‌حال اتحادیه‌ی بین‌المللی نجوم، امسال آن‌ها را به‌صورت رسمی تأیید کرد.

فضاپیمای جونوی ناسا در سالی که گذشت، ترکیب‌های آلی را روی سطح گانیمید، بزرگ‌ترین قمر مشتری کشف کرد. این مولکول‌ها احتمالا از اقیانوس زیرسطحی این قمر سرچشمه گرفته‌اند که می‌توانند نشانه‌ای بر وجود حیات باشند.

اگر فکر می‌کنید مشتری رکورد بیشترین تعداد قمرها را از آن خود کرده است، سخت در اشتباهید. امسال دانشمندان ۶۲ قمر جدید را به مجموعه‌ی زحل اضافه کردند و به این ترتیب تعداد کل قمرهای این سیاره حلقه‌دار به ۱۴۵ عدد رسید و رکورد جدیدی را از خود به جای گذاشت که بعید است مشتری بتواند آن را بشکند.

برخی از قمرهای جدید زحل تنها ۲٫۵ کیلومتر عرض دارند. تمام قمرهای جدید از انواع نامنظم هستند به‌طوری‌که در مدارهای بیضی‌شکل دوردست نسبت به سیاره‌ی میزبانشان قرار دارند و اغلب اوقات به صورت پسگرد یا خلاف جهت چرخش زحل به دور آن می‌چرخند. برخی از این قمرها حاصل چسبیدن توده‌های مختلف به یکدیگر هستند.

همچنین در سالی که گذشت دانشمندان یک ترکیب آلی کلیدی را در قمر انسلادوس زحل کشف کردند و بر اساس محاسبات متوجه شدند، ستاره‌شناس کاشف تایتان، بزرگ‌ترین قمر زحل، احتمالا نزدیک‌بین بوده است.

تصاویر جدید اورانوس نشان‌دهنده‌ی گردباد قطبی عظیمی در اطراف قطب شمال این غول یخی هستند که نشان می‌دهد جو این سیاره بر خلاف تصور گذشته چندان هم آرام نیست.

گردباد قطبی، حلقه‌ای چرخان از هوای سرد و گرم است که در منطقه‌ی قطبی اورانوس می‌چرخند. این گردبادها روی سطح زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل و نپتون هم دیده شده‌‌اند. کاوشگر وویجر ۲ در سال ۱۹۸۶ یک گردباد قطبی را در قطب جنوب اورانوس کشف کرده بود.

به نظر می‌رسد حلقه‌های چرخان بر اثر جریان‌های فواره‌ای جوی مرتفع شکل می‌گیرند گرچه مکانیزم شکل‌گیری برای هر سیاره متفاوت است.

در سال ۲۰۲۳، ستاره‌شناس‌ها برای اولین بار به تصویر واضحی از لکه‌های تیره‌ی اسرارآمیز نپتون از زمین رسیدند و درعین‌حال از لکه‌ی درخشان بی‌سابقه‌ای عکس‌برداری کردند.

لکه‌های تیره‌ی موقتی از سال ۱۹۸۹ روی دوردست‌ترین سیاره منظومه شمسی ثبت شدند. در آن زمان وویجر ۲ با عبور از کنار نپتون یکی از لکه‌ها را رصد کرد. دانشمندان بر این باورند که این لکه‌ها احتمالا طوفان‌های عظیمی مشابه لکه سرخ بزرگ مشتری هستند اما از علت تیرگی آن‌ها اطمینان ندارند.

لکه‌ی درخشان جدید روی سطح نپتون بی‌سابقه بود و تنها چند هفته دوام آورد، بنابراین منشأ آن به‌صورت یک راز باقی ماند، اما لکه‌های متفاوت احتمالا با یکدیگر در ارتباط هستند. همچنین امسال ستاره‌شناس‌ها ناگهان شاهد ناپدید شدن ناگهانی تمام ابرهای نپتون بودند. این ناپدید شدن را می‌توان مرتبط با اوج فعالیت خورشیدی در چرخه‌ی یازده ساله‌اش دانست که بیشینه خورشیدی نامیده می‌شود.

بر اساس پژوهشی در ماه اکتبر، سیاره کوتوله پلوتو دارای یخ‌فشانی عظیم هم‌اندازه با ابرآتشفشان یلواستون است. یخ‌فشان‌ها به جای سنگ مذاب، ماگمای یخی تشکیل‌شده از یخ، آب و گازهای مختلف را منتشر می‌کنند. این یخ‌فشان‌ها در نقاط مختلف منظومه شمسی به ویژه سیاره کوتوله سرس و در قلب دنباله‌دارهای انفجاری مثل دنباله‌دار شیطان هم دیده شده‌اند.

یخ‌فشان جدید پلوتو، کیلادز کالدرا نامیده شد و در ابتدا به شکل دهانه‌ای برخوردی در تصاویر کاوشگر نیوهورایزنز شناسایی شد، اما دانشمندان پس از بررسی دقیق‌تر داده‌ها آثاری از ماگمای یخی را در اطراف فرورفتگی کشف کردند. دانشمندان مطمئن نیستند این یخ‌فشان هنوز فعال است یا خیر، اما در صورت فعال بودن می‌تواند به اندازه‌ای ماگمای یخی تولید کند که کل شهر لوس‌آنجلس را بپوشاند.

سیاره نهم سیاره‌ای فرضی است که بر اساس گفته‌ها جایی در کرانه‌های خارجی منظومه شمسی قرار دارد. فرضیه‌ی سیاره نهم زمانی به وجود آمد که ستاره‌شناس‌ها شاهد ناهنجاری‌های گرانشی در کمربند کویپر بودند. کمربند کویپر به گروهی از دنباله‌دارها و سیارک‌ها در آن سوی مدار نپتون گفته می‌شود. این ناهنجاری‌ها نشانه‌هایی از سیاره‌ای نامرئی با ابعاد ده برابر زمین را در خود داشتند که جایی در آن سوی این کمربند پنهان شده است.

با این‌حال بر اساس مقاله‌ی پیش‌انتشاری که در ماه سپتامبر منتشر شد، ناهنجاری‌های گرانشی ممکن است توجیه گرانشی دیگری موسوم به دینامیک اصلاح‌شده نیوتونی (MOND) داشته باشند. MOND نشان می‌دهد اجرام مستقر در لبه‌ی راه شیری مانند منظومه شمسی، نسبت به آنچه قانون دوم نیوتون می‌گوید، کشش گرانشی بیشتری را تجربه می‌کنند؛ بنابراین جرم کمربند کویپر ممکن است توسط کهکشان کشیده شود نه یک سیاره فرضی. با این‌حال MOND هم نظریه‌ی پذیرفته شده‌ای نیست و فرضیه سیاره نهم به قوت خود باقی است.