دانشمندان نقطهٔ محتمل‌ترین برخورد شهاب بر روی زمین را شناسایی کردند
الیزابیت رین
۵ دقیقه زمان مطالعه
در این مقاله چه می‌آموزید:
- بخشی از اجسام میان‌ستاره‌ای هنوز برایمان ناشناخته است، اما پژوهشگران روش وقوع برخورد یک سنگ فضایی فرضی با زمین را شناسایی کردند.
- شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که اجرام بالقوهٔ برخوردی غالباً سرعت‌های پایین و مدارهایی با بیضی‌باشی کم دارند. همچنین بیشترین احتمال برخورد در زمستان است.
- اگرچه این مطالعه فرضی است، اما به ما تصویری از آنچه می‌توان انتظار داشت وقتی اشیائی از خارج سامانهٔ خورشیدی به قلمرو ما منتقل می‌شوند، می‌دهد.
این که آیا اجسام میان‌ستاره‌ای ارتباطی با هوش و فناوری بیگانگان دارند یا نه، موضوعی بحث‌انگیز است، اما شئی مرموز «اوموآ‌موا» و شهاب‌هایی که به‌طور ادعایی ۲I/بوریسوف و ۳I/آتلس نامیده می‌شوند، تنها مواردی که به سامانهٔ خورشیدی داخلی وارد شده‌اند، نیستند. به‌نظر می‌رسد اشیائی بدون شماره از مکان‌های دیگری با سرعت بالا از قلمرو ما عبور کرده‌اند و در طول ۴٫۶ میلیارد سالی که زمین وجود داشته، احتمالاً چندین برخورد رخ داده است.
در حال حاضر، آن اشیائی که پیشتر وارد شدند، مدت‌ها پیش به‌سوی نقاطی دورتر رفته‌اند که دیگر برای هیچ‌کس قابل مشاهده نیستند و ۳I/آتلس آن‌قدر به خورشید نزدیک پرواز می‌کند که رفتارهای عجیبی از خود نشان می‌دهد. زمین در خطر فوری نیست، اما اگر توسط یک بازدیدکنندهٔ میان‌ستاره‌ای به‌صورت مستقیم به‌تضاد برخورد کنیم، بیشترین احتمال برخورد در کجا خواهد بود؟ همین سؤال بود که تیمی از پژوهشگران به سرپرستی داریل سلیگمن از دانشگاه ایالتی میشیگان دنبال کرد. به‌نظر آنها، بیشترین احتمال این است که اجسام میان‌ستاره‌ای از سامانه‌های ستاره‌های نوع M بیایند. بر این پایه، آنها شبیه‌سازی‌های ریاضیاتی انجام دادند تا زمان و مکان بیشترین احتمال برخورد این اجرام از دیگر سامانه‌های ستاره‌ای را ارزیابی کنند.
«بیشترین حملات با سرعت بالا احتمالاً در بهار رخ می‌دهند وقتی که زمین به سمت نقطهٔ اوج خورشیدی حرکت می‌کند»، سلیگمن و تیمش در مطالعه‌ای که اخیراً در سرور پیش‌چاپ arXiv بارگذاری شده است، گفتند. «اما به‌طور کلی، ضربه‌ها احتمالاً در زمستان رخ می‌دهند وقتی زمین در سمت ضد‑اوپسی قرار دارد. اجسام میان‌ستاره‌ای بیشتر احتمال دارد در عرض‌های جغرافیایی کم نزدیک به خط استوا به زمین برخورد کنند، با تمایل جزئی به نیمکرهٔ شمالی به دلیل موقعیت اوج.»
که به‌عنوان «قزم‌های سرخ» نیز شناخته می‌شوند، ستارگان نوع M فراوان‌ترین نوع ستاره در کهکشان راه‌پله هستند؛ به همین دلیل پژوهشگران فرض کردند که احتمال بیشتری برای اینکه اجسام میان‌ستاره‌ای از مدارهای این ستارگان بیرون پرتاب شوند، وجود دارد. این ستارگان نیز بیشتر احتمال دارد از نقطهٔ اوج خورشید، یعنی جهتی که خورشید (و کل سامانهٔ خورشیدی) هنگام حرکت در راه‌پله به سمت آن می‌رود، بیایند. سامانهٔ خورشیدی ما نیز در صفحهٔ کهکشانی قرار دارد؛ این بخشی از کهکشان که به‌صورت دیسک مسطح تصور می‌شود، کهکشانی را دو نیم می‌کند و بیشترین ستارگان آن را در خود جای می‌دهد. اگرچه مکان دقیق شیء میان‌ستاره‌ای بعدی نامعلوم است، اما منشأ آن احتمالاً در بزرگ‌ترین جمعیت ستاره‌ای کهکشان نهفته است.
چیزی که پژوهشگران را شگفت‌زده کرد این بود که اجسام میان‌ستاره‌ای فرضی با بیشترین احتمال برخورد به زمین، کم‌سرعت‌ترین نیز بودند. این به این دلیل است که احتمالاً این اجرام هیپربولیک هستند؛ یعنی به‌دور از خورشید می‌چرخند و مدارهایشان بیضی‌باشی کمی دارد، یعنی نزدیک به دایره هستند نه بیضی. «اوموآ‌موا» در زمان مشاهده در یک مدار با بیضی‌باشی بسیار بالا حرکت می‌کرد و هرگز نزدیک زمین نشده بود. مدار ۲I/بوریسوف نیز یک مدار با بیضی‌باشی بالا بود که آن را دور از زمین نگه داشت و پس از عبور، حتی دورتر شد.
سلیگمن دریافت که اجرامی که بیشترین احتمال میان‌ستاره‌ای بودن را دارند، نه‌تنها هیپربولیک هستند، بلکه در نقطهٔ نزدیک‌ترین به خورشید (پری‌هلیون) فاصلهٔ کوتاه‌تری از خورشید دارند؛ یعنی نزدیک‌ترین نقطهٔ مسیرشان به خورشید. اجرام هیپربولیک با مدارهای بسیار بیضی‌باشی و فاصلهٔ پری‌هلیون بیشتر، احتمالا از ابر‑پراکندگی اورت در حاشیهٔ سامانهٔ خورشیدی می‌آیند. با وجود بیضی‌باشی، هر دو «اوموآ‌موا» و ۲I/بوریسوف به‌عنوان میان‌ستاره‌ای شناخته می‌شوند؛ اما این امکان نیز وجود دارد که هنوز از ابر‑پراکندگی اورت آمده باشند، چرا که عبور اجسام با جرم تقریباً برابر با ستارگان می‌تواند آنها را به مدارهای هیپربولیک پرتاب کند.
پس چرا خطرناک‌ترین اجسام میان‌ستاره‌ای آن‌هایی هستند که سرعت کمتری دارند و مدارهایشان بیضی‌باشی کمی دارد؟ سرعت‌های پایین این امکان را می‌دهد که گرانش شدید خورشید آنها را اسیر کرده و مسیرشان را طوری تنظیم کند که به سمت زمین پرتاب شوند. چون زمین به سمت ضد‑اوپسی خورشید — نقطه‌ای که خورشید از آن دور می‌شود — رو به‌جلو است، بیشتر اجسامی که به سمت زمین می‌روند در زمستان ظاهر می‌شوند. در مقابل، اجرام با سرعت بالای برخورد، احتمالاً هنگام بهار که زمین به سمت اوپسی خورشیدی می‌چرخد، به ما می‌رسند.
اگر شیئی از طریق جو به‌سرعت بالا به سطح زمین بخورد، احتمالاً در نزدیکی خط استوا خواهد شد و متأسفانه به سمت نیمکرهٔ شمالی که جمعیت انسانی بیشتری دارد، متمایل است. نقاطی که بیشترین تعداد اجرام فرضی برخوردی از آنها سرشاخص می‌شود، همان بخش از کره را هدف قرار داده‌اند. اگرچه این اطلاعات به ما نکته‌ای برای هوشیاری می‌دهد، اما دربارهٔ اشیائی که ممکن است ناگهان ظاهر شوند هیچ‌چیز قطعی نیست.
«جستجوی اجرام میان‌ستاره‌ای بزرگ‌مقیاس در مقیاس بزرگ‌تر بیش از یک قرن مورد بحث بوده است؛ با این حال، هنوز شواهد قطعی از شهاب‌سنگ‌های میان‌ستاره‌ای یافت نشده است»، سلیگمن گفت.
هرچیزی که در آن‌طرف وجود داشته باشد، می‌توانیم برای لحظه‌ای احساس امنیت کنیم؛ در حال حاضر.