ستارهدنبالهدار 3I/ATLAS در حال تجربه شتاب غیرگرانشی است – این به چه معناست؟
بهدلیل این، دانشمندان توانستند جرم این ستارهدنبالهدار را دقیقتر تخمین بزنند.
اگر شبیه یک ستارهدنبالهدار به نظر برسد و مانند یک ستارهدنبالهدار حرکت کند، میتوانید مطمئن باشید که واقلاً یک ستارهدنبالهدار است.
اعتبار تصویر: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B. Bolin. پردازش تصویر: J. Miller & M. Rodriguez (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab), T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), M. Zamani (NSF NOIRLab)
ستارهدنبالهدار بینستارهای 3I/ATLAS تنها پنج ماه و نیم پیش کشف شد و از آن زمان تا به امروز، جهان را به خود جذب کرده است. این شیء عجیب، تنها سومین شیء بینستارهای کشفشده در میان هزاران شیئی که تخمین زده میشود از سامانهٔ خورشیدی ما عبور میکنند، بهطور بیپایان شگفتانگیز است. در چند هفتهٔ اخیر، چند مطالعه توضیح دادند که 3I/ATLAS تحت شتاب غیرگرانشی قرار دارد. اما چون این توضیح ممکن است گمان شود که چیزی دیگر (مانند موتور یک فضاپیما، بهگفتهٔ برخی) این شتاب را فراهم میکند، میخواهیم اطمینان حاصل کنیم که مردم دقیقاً میدانند این به چه معناست.
شتاب غیرگرانشی چیست؟
شتاب غیرگرانشی به این معناست که یک جسم سماوی تحت شتابی قرار دارد که نه ناشی از نیروی گرانشی سایر سیارات و نه از خورشید است. آیا این شتاب حاصل موشکهاست؟ خیر، دلیل آن خروج گازهای جسم است.
ستارهدنبالهدارها تکههای بزرگی از یخ و سنگ هستند که اغلب به عنوان «توپهای برفی کثیف» شناخته میشوند؛ وقتی به خورشید نزدیک میشوند، گرم شده و شروع به سوبلیمیشن (تبدیل یخ به گاز بدون عبور از حالت مایع) میکنند. این به این معناست که یخهای سَختِ بدن (مانند آب، دیاکسید کربن و غیره) بدون عبور از حالت مایع، مستقیماً از جامد به گاز تبدیل میشوند. این فرآیند بهصورت هموار نیست و معمولاً ستارهدنبالهدارها (و حداقل یک سیارک شناختهشده به نام 3200 فئاتون) جتهایی از ماده آزاد میکنند که دم و کما (ابر گاز و گرد و غبار اطراف هسته) را میسازند؛ اینها را اغلب در تصاویر میبینیم.
این جتها میتوانند و در بسیاری از موارد بر حرکت ستارهدنبالهدار تأثیر بگذارند و شتاب غیرگرانشی را ایجاد کنند. دینامیک دقیق این پدیده بهدلیل کوچک بودن هستهٔ ستارهدنبالهدارها قابل محاسبه نیست. با وجود کمایی که بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ کیلومتر امتداد دارد، هستهٔ مشهور ستارهدنبالهدار هالئه تنها ۱۵ کیلومتر (حدود ۱۰ مایل) در طولترین محور خود دارد؛ 3I/ATLAS ممکن است بسیار کوتاهتر از آن باشد.
ستارهدنبالهدارها همچنین میچرخند و در زمانهای مختلف نواحی متفاوتی را در معرض نور خورشید میگذارند. این اجرام بهصورت کرههای یکنواخت نیستند؛ آنها به شکل تکههای نامنظم و سیبیمانند هستند. این نامساویبودن نشان میدهد که جتها و خروج گاز ممکن است بیشتر در بخشی از جسم رخ دهند، در فواصل زمانی مختلف و با اثرات متفاوت.
با این حال، بهصورت تجمعی، از دست دادن ماده باعث جابهجایی ستارهدنبالهدار میشود. برای 3I/ATLAS، پژوهشگران توانستند این جابهجایی را با استفاده از تلسکوپهای زمینی (که شامل تلسکوپهای مداری همچون هابل نیز میشود)، بههمراه مدارگر گازهای ردپا (Trace Gas Orbiter) سازمان فضایی اروپا در اطراف مریخ و مأموریت Psyche ناسا در فضاهای عمیق، اندازهگیری کنند.
این مشاهدات ترکیبی نشان میدهند که شتاب حدود نیم میکرون بر ثانیهٔ مربع وجود دارد. این مقدار در مقایسه با کشش گرانشی یک سیاره بسیار ناچیز است، اما اگر بهطور مستمر باشد، میتواند باعث انحراف مسیر پیشبینیشده در طول زمان شود. با این وجود، تغییری در سرعت کمتر از یک میکرون بر ثانیه هر ثانیه، ما را بهعنوان یک فضاپیمای مصنوعی که کار عجیبی انجام میدهد، قانع نمیکند.
با این حال، نویسندگان یک مطالعهٔ جدید توانستند از این تغییر کوچک نکتهای هیجانانگیز استخراج کنند: تخمینی از جرم ستارهدنبالهدار پیش از نزدیک شدن به خورشید و تجربهٔ بیشترین خروج گازهای آن. آنها ادعا میکنند که در سپتامبر، جرم این ستارهدنبالهدار ۴۴ میلیون تن متریک بوده است؛ که تقریباً بیش از هفت برابر جرم هرم بزرگ گیزا است. اگر این تخمین درست باشد، هستهٔ 3I/ATLAS ممکن است کمی کوچکتر از برآوردهای قبلی باشد، حدود ۳۷۵ متر (۱٬۲۳۰ فوت).
این مطالعه در نشریه Research Notes of the American Astronomical Society منتشر شده است.