سیارک 1998 KY26 با وجود ابعاد کوچک و قطر تقریبی ۱۱ متر، حرکتی غیرمعمول دارد که با تأثیر گرانش به‌تنهایی توضیح داده نمی‌شود. دانشمندان پیش‌تر احتمال داده بودند این جرم در واقع نوعی «دنباله‌دار تاریک» باشد که با آزاد کردن گازهای نامرئی در فضا شتاب می‌گیرد؛ اما پژوهش جدیدی نشان می‌دهد دمای این سیارک برای حفظ یخ آب در لایه‌های زیرین بیش از حد بالاست. در نتیجه، یکی از مهم‌ترین توضیحات احتمالی برای رفتار عجیب آن با تردید جدی روبه‌رو شده است.
سیارک 1998 KY26 چه ویژگی عجیبی دارد؟
مسیر حرکت بیشتر سیارک‌ها را می‌توان با محاسبه نیروهای گرانشی خورشید و سیاره‌ها پیش‌بینی کرد. البته عوامل دیگری مانند فشار تابش خورشید و اثر گرمایی سطح سیارک نیز می‌توانند تغییرات کوچکی در مدار آن ایجاد کنند.
اما رفتار 1998 KY26 با این الگوها به‌سادگی سازگار نیست. بررسی مسیر این جرم نشان داده است که علاوه بر نیروهای شناخته‌شده، شتابی غیرگرانشی در جهت عمود بر صفحه مدار آن وجود دارد.
این سیارک همچنین بسیار سریع می‌چرخد و یک دور کامل چرخش خود را در حدود ۵٫۳۵ دقیقه انجام می‌دهد. قطر آن نیز بر اساس اندازه‌گیری‌های جدید حدود ۱۱ متر برآورد شده است. ترکیب این ویژگی‌ها، 1998 KY26 را به یکی از اهداف جالب توجه پژوهشگران اجرام کوچک منظومه شمسی تبدیل کرده است.
دنباله‌دار تاریک چیست و چرا این فرضیه مطرح شد؟
سیارک‌ها و دنباله‌دارها از نظر ترکیب و رفتار تفاوت‌هایی دارند. سیارک‌ها عمدتاً از مواد سنگی تشکیل شده‌اند، درحالی‌که دنباله‌دارها معمولاً حاوی یخ هستند. وقتی دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود، بخشی از یخ آن مستقیماً به گاز تبدیل می‌شود؛ فرایندی که تصعید نام دارد.
خروج گاز از سطح دنباله‌دار می‌تواند مانند یک موتور بسیار ضعیف به آن نیرو وارد کند و مسیر حرکتش را تغییر دهد. در بسیاری از موارد، گردوغبار و گازهای آزادشده هاله و دنباله قابل مشاهده‌ای ایجاد می‌کنند.
اما همه اجرام فعال چنین ظاهری ندارند. برخی از آن‌ها بدون تشکیل دنباله مشخص، گاز آزاد می‌کنند و در تصاویر تلسکوپی شبیه سیارک‌های معمولی دیده می‌شوند. دانشمندان به این گروه «دنباله‌دارهای تاریک» می‌گویند.
از آنجا که شتاب غیرمعمول 1998 KY26 می‌توانست نتیجه خروج گاز از یخ‌های پنهان باشد، احتمال قرار گرفتن آن در این گروه مطرح شد.
پژوهش جدید چگونه فرضیه وجود یخ را بررسی کرد؟
کوربین هانسن و ماساتوشی هیرا‌بایاشی، پژوهشگران مهندسی هوافضا در مؤسسه فناوری جورجیا، برای بررسی این فرضیه سراغ مدل‌سازی حرارتی رفتند.
آن‌ها اطلاعات موجود درباره اندازه، مدار، بازتابندگی و ترکیب احتمالی سیارک را در یک مدل قرار دادند تا دمای سطح و بخش‌های داخلی آن را محاسبه کنند. این بررسی در ۱۳ حالت حرارتی مختلف انجام شد تا مشخص شود تغییر برخی ویژگی‌های فیزیکی تا چه اندازه بر نتیجه اثر می‌گذارد.
نتایج نشان داد میانگین دمای حتی سردترین مناطق سیارک در طول گردش به دور خورشید، دست‌کم به ۲۱۲ کلوین، معادل منفی ۶۱ درجه سانتی‌گراد، می‌رسد.
این دما برای حفظ طولانی‌مدت یخ آب در زیر سطح مناسب نیست. بر اساس آستانه مورد استفاده پژوهشگران، دمای لازم برای باقی ماندن طولانی‌مدت یخ مدفون باید حدود ۱۴۵ کلوین، معادل منفی ۱۲۸ درجه سانتی‌گراد، یا کمتر باشد.
یخ پنهان در سیارک چقدر دوام می‌آورد؟
محاسبات پژوهشگران نشان می‌دهد حتی اگر یک درصد جرم 1998 KY26 از یخ آب تشکیل شده باشد، این ذخیره در دمای مدل‌سازی‌شده طی کمی بیش از ۲ هزار سال از بین می‌رود.
اما اگر خروج همین یخ مسئول شتاب غیرمعمول سیارک باشد، سرعت مصرف آن بسیار بیشتر خواهد بود. در این حالت، ذخیره فرضی یخ می‌تواند تنها طی حدود ۶۲ سال تخلیه شود.
این موضوع برای توضیح رفتار بلندمدت سیارک مشکل ایجاد می‌کند؛ زیرا اگر یخ عامل اصلی شتاب‌گیری باشد، باید بتواند برای مدت کافی درون جرم باقی بماند و گاز موردنیاز را تأمین کند.
البته پژوهشگران احتمال وجود یخ را به‌طور مطلق رد نکرده‌اند. هنوز مشخص نیست 1998 KY26 چه مدت در مدار فعلی خود قرار داشته است؛ بنابراین نمی‌توان با قطعیت گفت هیچ ذخیره یخی درون آن وجود ندارد. نتیجه مطالعه بیشتر نشان می‌دهد فرضیه دنباله‌دار تاریک برای توضیح شتاب فعلی سیارک با محدودیت جدی روبه‌رو است.
اگر یخ عامل شتاب نیست، چه نیرویی سیارک را حرکت می‌دهد؟
یکی از گزینه‌های باقی‌مانده، فشار تابش خورشید است. نور خورشید فقط انرژی منتقل نمی‌کند، بلکه هنگام برخورد با یک جسم، نیروی بسیار کوچکی نیز به آن وارد می‌کند.
این نیرو در بیشتر اجرام بزرگ ناچیز است، اما برای اجسام کوچک می‌تواند اهمیت بیشتری داشته باشد. شکل نامنظم، ابعاد کم و ویژگی‌های سطحی یک سیارک ممکن است باعث شوند فشار تابش در حرکت آن نقش قابل‌توجهی ایفا کند.
اثر یارکوفسکی نیز یکی دیگر از پدیده‌های مرتبط با تابش خورشید است. در این فرایند، سیارک پس از جذب نور خورشید گرما را به شکل تابش فروسرخ آزاد می‌کند. تأخیر در گرم و سرد شدن سطح می‌تواند نیرویی کوچک اما مداوم ایجاد کند و به‌مرور مدار جرم را تغییر دهد.
بااین‌حال، پژوهش جدید ثابت نمی‌کند فشار تابش خورشید به‌تنهایی مسئول شتاب 1998 KY26 است. این نیرو فقط یکی از توضیحات احتمالی باقی‌مانده محسوب می‌شود و تعیین علت نهایی به بررسی‌های بیشتر نیاز دارد.
مأموریت هایابوسا ۲ چه زمانی به سیارک می‌رسد؟
یکی از مهم‌ترین فرصت‌ها برای حل این معما، مأموریت توسعه‌یافته فضاپیمای ژاپنی هایابوسا ۲ است. سازمان فضایی ژاپن، JAXA، این فضاپیما را برای بررسی 1998 KY26 در نظر گرفته و رسیدن آن به نزدیکی سیارک برای ژوئیه ۲۰۳۱ برنامه‌ریزی شده است.
مشاهدات نزدیک می‌توانند اطلاعات دقیق‌تری درباره شکل، سطح، ترکیب و ویژگی‌های فیزیکی این جرم در اختیار دانشمندان قرار دهند. چنین داده‌هایی به بررسی منشأ شتاب غیرگرانشی و ارزیابی فرضیه‌های مختلف کمک خواهند کرد.
اهمیت این مأموریت فقط به حل یک معمای علمی محدود نیست. 1998 KY26 با قطر حدود ۱۱ متر، هدفی بسیار کوچک‌تر از بسیاری از اجرام فضایی بررسی‌شده در مأموریت‌های قبلی است. مطالعه مستقیم چنین جرمی می‌تواند شناخت دانشمندان از سیارک‌های کوچک و رفتار آن‌ها را بهبود دهد.
چرا شناخت شتاب غیرگرانشی سیارک‌ها اهمیت دارد؟
تغییرات کوچک در سرعت و مسیر حرکت یک جرم فضایی ممکن است در کوتاه‌مدت اهمیت زیادی نداشته باشند، اما در بازه‌های زمانی طولانی می‌توانند موقعیت پیش‌بینی‌شده آن را تغییر دهند.
این مسئله برای رصد اجرام نزدیک زمین اهمیت ویژه‌ای دارد. دانشمندان برای ارزیابی احتمال برخورد یک سیارک با زمین، مسیر حرکت آن را در آینده محاسبه می‌کنند. اگر نیروهای غیرگرانشی به‌درستی شناسایی نشوند، پیش‌بینی مدار می‌تواند با عدم‌قطعیت بیشتری همراه باشد.
شناخت بهتر تفاوت میان سیارک‌های سنگی و دنباله‌دارهای فعال نیز برای طراحی مأموریت‌های فضایی و انتخاب روش مناسب برای تغییر مسیر اجرام خطرناک اهمیت دارد.
جمع‌بندی؛ معمای سیارک 1998 KY26 هنوز حل نشده است
پژوهش جدید نشان می‌دهد سیارک 1998 KY26 احتمالاً برای حفظ ذخیره یخ آب در طولانی‌مدت بیش از حد گرم است. این نتیجه فرضیه دنباله‌دار تاریک را تضعیف می‌کند، اما هنوز مشخص نیست چه نیرویی مسئول شتاب غیرمعمول این جرم کوچک است.
فشار تابش خورشید یکی از گزینه‌های احتمالی محسوب می‌شود، ولی تأیید آن به شواهد بیشتری نیاز دارد. مأموریت هایابوسا ۲ در سال ۲۰۳۱ می‌تواند فرصت مهمی برای بررسی مستقیم این سیارک و نزدیک‌تر شدن به پاسخ این معما فراهم کند.
منابع
- ScienceAlert
- مقاله پژوهشی در نشریه Icarus
- پژوهش درباره ویژگی‌های فیزیکی سیارک 1998 KY26 در Nature Communications
