دانشمندان مکان محتمل‌ترین نقطهٔ برخورد شهاب‌سنگ با زمین را شناسایی کردند
Elizabeth Rayne
چیزی که هنگام خواندن این مقاله خواهید آموخت به شرح زیر است:
-
بسیاری از جنبه‌های اشیاء بین‌ستاره‌ای هنوز برای ما ناشناخته است، اما پژوهشگران متوجه شدند که برای برخورد یک سنگ فضایی فرضی با زمین چه شرایطی لازم است.
-
شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که احتمال برخورد اشیای بالقوه در صورتی است که سرعت کم و مدارهای با انحراف کم داشته باشند. همچنین بیشترین احتمال برخورد آنها با زمین در فصل زمستان است.
-
اگرچه این مطالعه فرضی است، اما ایده‌ای دربارهٔ آنچه می‌توان انتظار داشت وقتی اشیائی از خارج سامانهٔ خورشیدی به منطقهٔ ما نفوذ می‌کنند، ارائه می‌دهد.
نقش اشیاء بین‌ستاره‌ای در هوش و فناوری بیگانه مورد بحث است، اما شئی مرموز ‘اوموآماوا’ و شهاب‌پرتوی ادعایی ۲I/بوریسوف و ۳I/اطلس، تنها مواردی نیستند که به سامانهٔ خورشیدی داخلی نفوذ کرده‌اند. گمان می‌شود اشیای ناشناسی از مکان‌های دیگر از قلمرو ما عبور کرده‌اند و در طول ۴٫۶ میلیارد سالی که زمین وجود داشته است، احتمالاً چند برخورد رخ داده است.
در حال حاضر، اشیای پیشین مدت‌ها پیش به نقطه‌ای رفته‌اند که دیگر قابل مشاهده نیستند، و ۳I/اطلس به‌گونه‌ای به خورشید نزدیک پرواز می‌کند که رفتارهای عجیب‌تری نشان می‌دهد. زمین در خطر فوری نیست، اما اگر توسط یک بازدیدکنندهٔ بین‌ستاره‌ای به‌طور ناگهانی اصابت کنیم، احتمالاً در کجا برخورد خواهد کرد؟ این پرسشی بود که تیمی از پژوهشگران به رهبری داریل سلیگمن از دانشگاه ایالتی میشیگان می‌خواستند به آن پاسخ دهند. به نظر آنها، بیشترین احتمال این بود که اشیاء بین‌ستاره‌ای از سامانه‌های ستارگان کوتوله قرمز (M‑type) نشأت بگیرند. بر این اساس، آنها شبیه‌سازی‌های ریاضیاتی ایجاد کردند تا زمان و مکان محتمل‌ترین برخوردهای احتمالی از سامانه‌های ستاره‌ای دیگر را تعیین کنند.
سلیگمن و تیمش در مطالعه‌ای که به‌تازگی در سرور پیش‌چاپ arXiv بارگذاری شد، گفتند: «برخوردهای با سرعت بالا بیشترین احتمال را در بهار دارند، زمانی که زمین به سمت رأس خورشیدی حرکت می‌کند. با این حال، به‌طور کلی، احتمال وقوع برخوردها در زمستان بیشتر است، زمانی که زمین در جهت آنتارپکس قرار دارد. اشیاء بین‌ستاره‌ای احتمال بیشتری برای برخورد با زمین در عرض‌های جغرافیایی پایین نزدیک به خط استوا دارند، با تمایل جزئی به نیمکرهٔ شمالی به‌دلیل موقعیت رأس خورشیدی.»
همچنین با نام «ستارگان کوتوله قرمز» شناخته می‌شوند، ستارگان M‑type پرشمارترین نوع ستارگان در راه‌شیری هستند؛ به همین دلیل پژوهشگران فرض کردند احتمال بیشتری برای خروج اشیاء بین‌ستاره‌ای از مدارهای این ستارگان وجود دارد. این اشیاء همچنین بیشتر احتمال دارد که از رأس خورشیدی، یعنی جهتی که خورشید (و تمام سامانهٔ خورشیدی) در حال پیشروی در راه‌شیری است، به‌سوی ما حرکت کنند. سامانهٔ ما نیز در صفحهٔ کهکشانی قرار دارد. این بخش از راه‌شیری که به‌صورت یک دیسک مسطح تصور می‌شود، راه‌شیری را دو نیم می‌کند و حاوی بیشترین تعداد ستارگان آن است. اگرچه منبع دقیق ستاره‌ای که اشیای بین‌ستاره‌ای آینده از آن می‌آیند نامشخص است، اما احتمالاً ریشهٔ آنها در بزرگ‌ترین جمعیت ستاره‌ای کهکشان نهفته است.
آنچه پژوهشگران را شگفت‌زده کرد این بود که اشیاء بین‌ستاره‌ای فرضی با بالاترین احتمال برخورد با زمین، کمترین سرعت را نیز داشتند. این به این دلیل است که این اشیاء احتمالاً جسم‌های فوق‌الابینیک هستند که به‌طور مستقیم به خورشید احاطه نمی‌شوند، مدارهایی با انحراف کم دارند؛ به عبارت دیگر، این مدارها به‌جای بیضی، نزدیک به دایره هستند. «اوموآماوا» در زمان مشاهده بر روی یک مدار بسیار کشیده می‌چرخید و هرگز به‌نزدیکی زمین نیامد. مدار ۲I/بوریسوف نیز یک مدار کشیده دیگر بود که آن را در زمان عبور از‌دور زمین نگه داشت و سپس حتی دورتر کرد.
سلیگمن دریافت که اشیایی که بیشترین احتمال بین‌ستاره‌ای بودن را داشتند، نه تنها مسیرهای فوق‌الابینیک داشتند، بلکه در نزدیک‌ترین نقطهٔ مدارشان (پریهلین) به خورشید فاصلهٔ کمتری داشتند؛ به این معنی که در نقطهٔ نزدیک‌ترین به ستارهٔ ما قرار می‌گیرند. اشیای فوق‌الابینیک با مدارهای بسیار کشیده و فاصلهٔ پریهلین بیشتر، احتمالاً از ابر‑اورت، لبهٔ سامانهٔ خورشیدی، می‌آیند. با وجود مدارهای کشیده، هر دو «اوموآماوا» و ۲I/بوریسوف به‌عنوان اشیای بین‌ستاره‌ای شناخته می‌شوند، اگرچه امکان کمی وجود دارد که هنوز هم از ابر‑اورت عبور کرده باشند، زیرا عبور جسم‌های نزدیک به جرم ستارگان می‌تواند آنها را به مدارهای فوق‌الابینیک ارتقا دهد.
چرا اشیائی که بیشترین خطر را دارند، همان اشیای بین‌ستاره‌ای با سرعت کمتر و مدارهای با انحراف کمتر هستند؟ سرعت‌های پایین‌تر این امکان را فراهم می‌کند که این اشیاء توسط گرانش شدید خورشید به راحتی اسیر شوند؛ سپس این گرانش می‌تواند مسیر آنها را به‌گونه‌ای تنظیم کند که به سمت زمین پرتاب شوند. زیرا سیارهٔ ما به سمت آنتارپکس خورشیدی، یعنی نقطه‌ای که خورشید از آن دور می‌شود، هدایت می‌شود، بیشترین اشیائی که به سمت زمین می‌روند در زمستان ظاهر می‌شوند. اشیائی که دارای بیشترین سرعت برخورد هستند، شانس بیشتری دارند که با نزدیک شدن زمین به رأس خورشیدی در بهار به سمت آن بیایند.
اگر چیزی از طریق جو به سرعت عبور کند و به زمین برخورد کند، احتمالاً این اتفاق در نزدیکی خط استوا رخ می‌دهد و متأسفانه به‌نزدیکی نیمکرهٔ شمالی که جمعیت انسانی بیشتری دارد، خواهد بود. نقاطی که بیشترین احتمال منبع فرضی برخوردها از آنها می‌آید، با همان قسمت از کرهٔ زمین هم‌راستا هستند. این اطلاعات می‌تواند به ما در تعیین مناطق خطر کمک کند، اما همچنان دربارهٔ اشیائی که ممکن است ناگهانی ظاهر شوند، هیچ قطعیتی وجود ندارد.
سلیگمن گفت: «جست‌وجوی اشیای بین‌ستاره‌ای با مقیاس بزرگتر برای برخوردهای احتمالی، بیش از یک قرن مورد بحث بوده است؛ با این حال تا کنون هیچ شناسایی قطعی از شهاب‌سنگ‌های بین‌ستاره‌ای به دست نیامده است.»
هرچه در خارج از سامانهٔ خورشیدی وجود داشته باشد، می‌توانیم فعلاً خود را در امان بدانیم.