اگر بخواهم بطور دقیق به سوال بالا پاسخ دهم، جواب هردو است. حتما در ماههای اخیر شما هم با خبرهایی همچون «برخورد سیارک با زمین در اردیبهشت ماه امسال» یا «عبور سیارکی بزرگ از نزدیکی زمین که احتمال برخوردش با زمین وجود دارد» روبرو شدهاید. اما این برخوردها هیچگاه رخ ندادهاند. پس آیا برخورد یک سیارک با زمین، بازی رسانهای و ترفندی برای جذب مخاطب است و حقیقت ندارد؟ شاید برخی از این دسته اخبار، از روی بیاطلاعی ناشران یا بازیگوشی آنها باشد، اما نکته حائز اهمیت این است: سیارکها از نزدیک زمین گاهی اوقات عبور می کنند و همانطور که در گذشته به زمین برخورد کردهاند، باز هم شاید برخورد کنند و برخورد آنها میتواند سبب فاجعهای بزرگ مقیاس در سطح جهان شود!
اما این فقط سمت تاریک ماجرا است؛ سمت روشنش این است که برخورد احتمالی یک سیارک با زمین، تنها یک فاجعه طبیعی است که میشود از وقوع آن پیشگیری کرد!
*سیارک چیست؟
سیارک به جرمی سنگی یا فلزی با شکلی نامنظم اطلاق میشود که اندازهی آن از یک متر آغاز و می تواند تا صدها کیلومتر نیز ادامه داشته باشد. این سنگها بقایای دوران اولیهی منظومه خورشیدی در حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش هستند. دورانی آشوبناک که سیارات و اقمار منظومهی ما در آن شکل گرفتهاند. سیارکها را میتوان در همهجای سامانه خورشیدی یافت، هرچند تجمع اصلی آنها در کمربند سیارکی، جایی میان سیارهی مریخ و مشتری است. این اجرام حتی در نزدیکی زمین هم حضور دارند و تعدادی از ایشان به قدری به سیارهی ما نزدیک هستند که احتمال برخوردشان با سیاره زمین قابل انکار نیست.
گاهی اوقات سیارکها با شهابوارهها یا دنبالهدارها اشتباه گرفته میشوند. شهابوارهها در واقع اجرامی بسیار کوچکتر از سیارکها هستند ( قطرشان کمتر از ۱ متر است) که اگر وارد جو زمین شوند در آن میسوزند و ما میتوانیم رد بجا مانده از آنها را ببینیم؛ به این رد سوختن شهاب گفته میشود. از سوی دیگر، دنبالهدارها اجرامی با ماهیت کاملا متفاوت هستند؛ جنس آنها عمدتا از یخ و گرد و غبار است و دلیل ایجاد دنباله هنگام نزدیک شدن به خورشید، تصعید تدریجی همین یخ است. همچنین اقامتگاه عمده این اجرام جایی در مرزهای بیرونی سیستم خورشیدی است. بعلاوه اندازهی هسته دنبالهدارها معمولا بین چند ده تا چند صد کیلومتر و اندازه دنباله آنها گاه تا میلیونها کیلومتر است.
*اجرام نزدیک به زمین (NEO)
تعدادی از سیارکها و دنبالهدارهای منظومهیشمسی در لیستی به نام اجرام نزدیک به زمین یا NEO که سرواژهی Near Earth Object است قرار دارند. ویژگی اصلی اجرام موجود در این لیست، قرار داشتن در فاصلهی ۵۰ میلیون کیلومتری مدار زمین یا کمتر از آن است. اگرچه این فاصله برای ساکنان زمین بسیار طولانی به نظر میرسد،اما در ابعاد منظومهیشمسی دقیقا حکم همسایهی دیوار به دیوار ما را دارد. همچنین این لیست خودش نیز به دو گروه NEA ( سیارکهای نزدیک به زمین Near Earth Asteroid) و NEC (دنبالهدارهای نزدیک به زمین Near Earth Comets) تقسیم میشود. طبق سرشماری صورت گرفته در سال ۲۰۱۸ میلادی، تعداد سیارکهایی که در فاصلهی ۵۰ میلیون کیلومتری یا کمتر نسبت به مدار زمین هستند، ۱۸۰۰۰ و این مقدار برای دنبالهدارهایی با همین شرایط، ۱۰۰ است. در نتیجه تمرکز اصلی حوزههای نظارت بر این اجرام روی سیارکها است.
در میان سیارکهای نزدیک به زمین Near Earth Asteroid (NEA)، فاصلهی تعدادی از آنها به کمتر از ۵/۷ میلیون کیلومتر نسبت به مدار زمین میرسد. این اجرام را سیارکهای بالقوه خطرناک یا PHA که سرواژه Potentially Hazardous Asteroid است مینامند. البته ویژگی دیگری که این گونه سیارکها باید داشته باشند، دارا بودن قطری ۱۴۰ متری یا بیشتر است که در صورت برخورد با سیارهی زمین، فاجعه آفرین خواهند بود.
*سیارکها هر چند وقت یکبار به زمین برخورد میکنند؟
ابعاد منظومه خورشیدی بسیار بزرگ است و زمین در برابر آن مانند یک نقطهی بسیار بسیار کوچک میماند. این مطلب در واقع بیانگر این است که اکثر فضای منظومه ما خالی است. موضوعی که حتی دربارهی کمربند سیارکی، که بیشترین تراکم سیارکها در آن است هم صدق میکند. بهطور مثال تا کنون بسیاری از فضاپیماهای ارسالی توسط بشر از این منطقه عبور کرده یا در آن فعالیت انجام دادهاند اما هیچگاه نگرانی بابت برخورد آنها به سیارکها و اجرام کمربند سیارکی وجود نداشته است و هیچوقت هم این اتفاق رخ نداده. حالا تصور کنید برخورد جسمی چند ده متری یا حتی چند کیلومتری به زمین که حتی در ناحیه کمربند سیارکی هم قرار ندارد چقدر میتواند نادر باشد!
با این وجود هنوز هم سیارکها خطری جدی برای زمین محسوب میشوند و درست مانند گذشته، دیر یا زود زمین را هدف قرار میدهند. این خطر برای پروفسور «جی تِیت» ، مدیر مرکز حفاظت فضایی (SpaceGuard Centre) بسیار نگرانکننده است و او معتقد است که در زمان حال هم میتواند هر لحظه اتفاق بیافتد. وی در مصاحبهای که اخیرا با بیبیسی انجام داده، نگرانی خود را اینگونه بیان میکند:« تقریبا هر ماه یکبار اجرامی به اندازهی کافی بزرگ برای ایجاد یک بحران جدی از نزدیکی زمین، مثلا فاصلهای چند برابر فاصلهی زمین تا ماه، عبور میکنند. اگر هر کدام از این اجرام به سیارهی ما برخورد کند، فاجعهای عظیم رخ خواهد داد که پس از آن امکان وجود تمدنی که ما میشناسیم به سختی قابل تصور است». تِیت ادامه میدهد:« اگر سیارکی با ابعاد ۲۰ متر ( مانند آنچه در نزدیکی شهر چلیابینسک روسیه منفجر شد) در بالای شهر لندن منفجر شود، احتمالا نیمی از این شهر کاملا تخریب شود. حقیقت این است که من نمیدانم این اتفاق کی میافتد. اما در صورت رخ دادنش، جهان غرق در مصیبت میشود. برای همین در این مرکز تمام تلاشمان را برای شناسایی و ردیابی سیارکها میکنیم».
روزانه صدها تن سنگریزه و خردهسنگ فضایی وارد جو زمین میشوند و در آنجا میسوزند و ما گاهی رد سوختن آنها را میبینیم که به به عنوان شهاب میشنایسمشان. همچنین هرساله بهطور متوسط ۳۰ عدد سیارک با ابعاد چند متر وارد اتمسفر زمین میشوند و در آنجا به دلیل حرارت بالا متلاشی میشوند و روشنایی خیره کنندهای ایجاد میکنند که به آذرگوی (fireball) معروفند و ممکن است تکههای باقیمانده آنها نیز به سطح زمین برسد که البته خطرآفرین نیستند. سیارکی با ابعاد ۲۰ متر، بهطور میانگین یک یا دوبار در هر قرن به زمین برخورد میکند و این اتفاق برای سیارکهایی با ابعاد بیشتر از ۵۰ متر در هر هزار سال رخ میدهد. در مقیاسی بسیار بزرگتر، مانند سیارک ۱۰ کیلومتری که باعث انقراض دایناسورها شد، برخورد به طور متوسط هر ۱۰۰ میلیون سال یکبار رخ میدهد که در نوع خودش بسیار نادر اما ممکن است!
*چند نمونه از برخورد سیارک با زمین
حوالی صبح ۳۰ ژوئن ۱۹۰۸ میلادی، انفجاری عظیم بر فراز جنگلهای بکر تایگا، در نزدیکی رودخانهی پادکامناگا تانگوسکا در قلب سیبری رخ داد که دههها بعد، محلیهایی که حدود ۶۰ کیلومتر دورتر از آن ناحیه زندگی میکردند، گرما و موجضربه حاصل از آن را به یاد داشتند. این انفجار در واقع حاصل ورود یک سیارک با ابعاد تقریبی ۴۰ تا ۵۰ متر به جو زمین و انفجار آن در فاصلهی ۲۴ کیلومتری از سطح سیاره بهدلیل بالا رفتن شدید دمای سیارک بخاطر اثر اصطکاک در اتمسفر بود. انفجاری که مساحتی به اندازهی ۲۱۵۰ کیلومترمربع از جنگل تایگا را کاملا تخریب کرد و تخمین زده میشود ۸۰ میلیون گیاه و گونهی جانوری را از بین برده باشد. در واقع این سیارک هرگز به زمین برخورد نکرد تا گودالی از آن بهجا بماند و تمام این ویرانیها حاصل انفجار آن بر فراز زمین بود. همین انفجار هم کافی بود تا فاجعهی تانگوسکا به مخربترین فاجعهی مربوط به برخورد سیارک به زمین در طول تاریخ ثبت شدهی بشر تبدیل شود.
۱۰۵سال بعد از برخورد تانگوسکا، باز هم در روسیه و اینبار در نزدیکی شهر چلیابینسک، سیارک دیگری پس از وارد شدن به جو منفجر شد؛ اگرچه ابعاد این سیارک کوچکتر و در حدود ۲۰ متر بود و در نتیجه ویرانی حاصل از این برخورد نیز بسیار کمتر از تانگوسکا بود. انفجار این سیارک ۱۱،۰۰۰ تنی، انرژی معادل ۳۰ تا ۴۰ برابر قویتر از انرژی انفجار اتمی هیروشیما تولید کرد و موجب آسیب دیدن ۱۲۰۰ نفر و شکستن بسیاری از شیشههای این شهر شد بهطوری که برخی از شاهدان عینی ماجرا، وضعیت شهر در ۲۰ دقیقهی ابتدایی پس از انفجار را با شرایط مناطق جنگی مقایسه میکردند.
*در صورت برخورد سیارکی بزرگتر به سیارهمان، چه بر سرمان میآید؟
اگرچه دو برخوردی که قبلتر ذکر شد بسیار سهمگین بودند، اما هردوی آنها تنها بخشی از یک شهر یا منطقه را درگیر کردند و مصیبتی بینالمللی ایجاد نکردند. حالا بیایید برخورد فرضی یک سیارک با ابعاد ۱ کیلومتر ( ۱۰ برابر کوچکتر از سیارکی که دایناسورها را نابود کرد) را بررسی کنیم. اگر چنین سیارکی با زمین برخورد کند، جدا از خرابیهای مستقیمی که در نتیجهی موجضربه و گرمای حاصل از برخوردش بوجود میآید، چالشهای دیگری نیز در طی سالها و حتی دههها گریبان گیر بشر خواهد شد که میتواند این گونه ( و تمامی گونههای دیگر) را تا مرز انقراض پیش ببرد. پس از برخورد سیارک با سطح زمین، حجم عظیمی از گرد و غبار وارد جو خواهد شد که جلوی تابش مستقیم نور خورشید به سطح زمین را میگیرد. این اتفاق موجب کاهش قابل توجه دما خواهد شد؛ اما نکتهی مهمتر از آن این است که گیاهان بدون نور خورشید نمیتوانند انرژی مورد نیازشان را تامین کنند و از بین خواهند رفت. از بین رفتن گیاهان تاثیرات بسیار شدیدی بر روی میزان اکسیژن زمین و چرخهی غذایی جانوران از جمله انسان خواهد گذاشت و در نتیجه منابع غذایی بسیار کمیاب خواهند شد. در کنار مشکل کمبود منابع غذایی، اگر جنس سیارک از فلزی پرتوزا باشد، با گسترده شدن تشعشعات پرتوزا، وضعیت کرهی زمین به وضعی که در فیلمهای آخرالزمانی میبینیم شبیه خواهد شد. بسیاری از مشکلات دیگر هم به صورت مستقیم و غیرمستقیم از این اتفاقات نشأت میگیرند که میتوانند حیات موجود روی زمین را به سمت انقراض سوق دهند.
همانطور که در اول مطلب اشاره شد، برخورد یک سیارک به زمین تنها حادثه بزرگمقیاس طبیعی در سطح بینالملل است که میتوانیم قاطعانه بگوییم برای جلوگیری از آن راهی وجود دارد. هرچند با وجود ارائه راههای زیادی که برای این مهم پیشنهاد شده ، هیچ کدام از آنها تا به امروز به طور قطع پذیرفته نشدهاند و تقریبا همه آنها در مرحله مطالعه هستند.
در اینجا تنها به بررسی مجموعه راهحلهای ارائه شده از سوی انجمن علوم سیارهای (planetary society) پرداخته میشود؛ یکی از معتبرترین انجمنهای جهان در این زمینه که سالها صرف آموزش همگانی و آگاهسازی عموم در زمینههای مختلف ستارهشناسی کرده است. راهحل ارائه شده توسط این نهاد شامل پنج بخشِ پیدا کردن سیارک، دنبال کردن سیارک، شناخت سیارک، جلوگیری از برخورد سیارک و همکاری و آموزش همگانی است که دربارهی چهارتای اول به صورت مختصر توضیح خواهم داد.
۱. پیدا کردن سیارک: ستارهشناسان با استفاده از تلسکوپهای قدرتمند زمینی (مانند تلسکوپ پناستارز واقع در هاوایی) و یا تلسکوپهای فضایی (مانند تلسکوپ نئووایز)، در طول ساعتها یا روزها، عکسهای متعددی از آسمان میگیرند؛ سپس این عکسها را پشت سر هم به نمایش در میآورند. ستارههای پس زمینه به دلیل فاصلهی بسیار دورشان هیچ حرکت محسوسی نخواهند داشت. اما تفاوت موقعیت اجرام دیگر اعم از سیارهها ، سیارکها و ... که به زمین نزدیکتر هستند در هر عکس کاملا مشهود خواهد بود. بعد از این، با مقایسهی این اجرام با کاتالوگ آسمان، آنهایی که از قبل کشف شدهاند مشخص خواهند شد. آن دسته از اجرام متحرکی که در این کاتالوگها وجود ندارند به مرحلهی بعدی میروند تا ماهیتشان مشخص شود.
تقریبا بیش از ۱۸،۰۰۰ سیارک در نزدیکی زمین کشف شده است که در صورت برخورد به زمین خطرآفرین خواهند بود. اما طبق برآوردها، این عدد میبایست حداقل ۱ میلیون باشد. این یعنی هنوز بخش اعظمی از این اجرام کشف نشدهاند.
۲. دنبال کردن سیارک: پس از پیدا کردن جسمی متحرک در زمینهی آسمان، مختصاتش در صفحهی وب مرکز بررسی ریزسیارهها (minor planets center) که زیر مجموعهی اتحادیهی بینالمللی اخترشناسی است ثبت میشود تا دیگر رصدخانهها و تلسکوپهای سراسر دنیا با رصد پیدرپی آن، ماهیت و در صورت تایید شدن آن به عنوان یک سیارک، مدار آن را پیشبینی کنند. با مشخص شدن مدار سیارک، میزان احتمال برخورد آن به زمین مشخص خواهد شد . هرچه تعداد این رصدها بیشتر باشد،عدد به دست آمده نیز دقیقتر خواهد بود. البته فرآیند رصد کردن و تعیین ماهیت و مدار یک جرم پیدا شده، کوتاه نیست و سالها به طول میانجامد.
۳. شناخت سیارک: همانطور که قبلا گفته شد، هر سیارک ویژگیهای متفاوتی نسبت به بقیهی سیارکها دارد. برخی از آنها سنگی هستند و ذراتشان بوسیلهی گرانشی ضعیف و شکننده به هم متصل شده است؛ جنس برخی از فلز سنگین است و بسیار مستحکم هستند؛ گاهی برخی از آنها یک همدم دارند و در واقع دو سیارک در سیستمی دوتایی در حال گردش به دور یکدیگرند. همچنین در نوع ترکیبات سازنده، اندازه، جرم، زاویه چرخش و ... تفاوتهای قابل توجهی دارند. نادیده گرفتن هرکدام از این ویژگیها، دفع کردن سیارکی که قصد برخورد با زمین دارد را عملا غیر ممکن میکند. پس شناخت ویژگیهای هر سیارک، یکی از لازمههای مرحلهی بعد، یعنی جلوگیری از برخورد سیارک با زمین است.
۴. جلوگیری از برخورد سیارک: بعد از طی کردن مراحل بالا، اگر سیارکی پیدا کنیم که مدارش به زمین منتهی شود، نوبت به منحدم کردن آن میرسد. برای جلوگیری از برخورد، دو روش اصلی وجود دارد؛ منفجر کردن سیارک یا منحرف کردن مسیر حرکتش. با توجه به زمانی که برای جلوگیری از برخورد سیارک به زمین داریم، راههای مختلفی را میتوانیم امتحان کنیم. مسلما هرچه زمان بیشتری داشته باشیم، راههای کم خطرتری را بین گزینههای خود خواهیم یافت. بیایید با چند نمونه از این راهها آشنا شویم:
الف) کشانهی گرانشی (Gravity tractor) که در این روش فضاپیمایی به سمت سیارک فرستاده میشود و با استفاده از گرانشش (این را بدانید که هر جرمی حتی خود شما نیز نیروی گرانش دارید) مسیر حرکت سیارک را به آرامی تغییر میدهد و از مدار زمین دور میکند. مشخص است که این روش نیازمند زمان زیادی است و در شرایطی که ضربالاجل کوتاهی داشته باشیم این روش بهکارمان نخواهد آمد.
ب) کند و سوز لیزری (Laser ablation) که در آن با تاباندن اشعه لیزر به سطح سیارک، مواد سطح آن تصعید شده و فشار حاصل از خارج شدن این مواد، جهت مدار سیارک را عوض میکند.
پ) برخورد فیزیکی (kinetic impact) که همانطور که از نامش پیداست، فضاپیمایی مستقیما به سیارک برخورد میکند تا جهت حرکتش را تغییر دهد. فعلا این روش کاملترین و بهترین روشی است که در برابر خطرات احتمالی سیارکها در آستین داریم.
اگر فیلم آرماگدون (Armageddon) را دیده باشید، احتمالا از قبل با یک روش دیگر برای منحدم کردن سیارکهای در حال برخورد به زمین آشنا هستید؛ استفاده از بمب اتمی. به دو صورت میتوان از بمب اتم برای حفاظت از زمین در برابر سیارک استفاده کرد. اولین راه، انفجار مستقیم بمب روی سطح سیارک و خرد و نابود کردن آن است. راه دوم منفجر کردن بمب در نزدیکی سیارک است که بر اثر موجضربه حاصل از انفجار و همچنین فشار مواد خارج شده از سطح بخاطر تصعید حاصل از گرمای انفجار، مسیر حرکت سیارک عوض شده و به زمین برخورد نمیکند. هرچند که این روش سوا از چالشهای سیاسی، منتقدان زیادی نیز دارد.
*نتیجهگیری
بیایید آنچه که در این گزارش گذشت را یکبار دیگر مرور کنیم. برخورد سیارک به زمین که حیات بشر را تهدید کند اتفاق نادری است. اما دیر یا زود این اتفاق خواهد افتاد و تاریخ نیز گواه آن است. حقیقت این است که اطلاعات ما دربارهی سیارکهای خطرآفرین اطراف سیارهمان کافی نیست، پس نمیتوانیم دقیق بگوییم که این اتفاق کی رخ خواهد داد. شاید فردا ! شاید هم قرنهای آینده! مسئلهی مهم میزان آمادگی ما برای این اتفاق است. آمادگی که با آموزش و همکاری صحیح و موثر در سطح بینالمللی حاصل خواهد شد.
در کنار موارد بالا، دامن نزدن به مطالب شایعه و شبه علم که آفت حقیقت هستند بر این آمادگی تاثیر میگذارد (حداقل بصورت غیرمستقیم). این را هم اضافه کنم که هرچند ما همیشه وجه منفی این مطالب شبهعلم را میبینیم، اما به نظر نگارنده شاید یک تاثیر مثبت نیز در آنها وجود دارد؛ اگر اخبار اشتباه "برخورد سیارک ها به زمین" در جامعه گسترده نمیشد، به احتمال زیاد این مطلب و بسیاری از مطالب مشابه در زمینه آگاهسازی درباره سیارکها هیچوقت نوشته و منتشر نمیشدند. اگرچه این جمله هرگز به معنی حمایت و تایید منتشر شدن اینگونه اخبار کذب نیست و فقط التیامی است برای استفاده نکردن از لحنی تند؛ هرچند که گاهی این لحن، تنها راه چاره است!
· Clemens M. Rumpf , Hugh G. Lewis , Peter M. Atkinson.“Asteroid impact effects and their immediate hazards for human populations”.doi:10.1002/2017GL073191
· /skyandtelescope.org/astronomy-resources/astronomy-questions-answers/what-are-asteroids
· courses.planetary.org/p/asteroid-defense-101
· planetary.org/articles/will-an-asteroid-hit-earth
· starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question11.html
· earthsky.org/space/what-is-the-tunguska-explosion
· /spaceplace.nasa.gov/asteroid/en
· psi.edu/epo/ktimpact/ktimpact.html
· npr.org/sections/thetwo-way/2018/05/24/614105843/asteroid-impact-that-wiped-out-the-dinosaurs-also-caused-abrupt-global-warming?t=1603967262064
· space.com/33623-chelyabinsk-meteor-wake-up-call-for-earth.html
· bbc.com/news/av/uk-wales-53204219
· bbc.com/earth/story/20160706-in-siberia-in-1908-a-huge-explosion-came-out-of-nowhere
· Clemens M. Rumpf , Hugh G. Lewis , Peter M. Atkinson.“Asteroid impact effects and their immediate hazards for human populations”.doi:10.1002/2017GL073191
· skyandtelescope.org/astronomy-resources/astronomy-questions-answers/what-are-asteroids/
· courses.planetary.org/p/asteroid-defense-101
· planetary.org/articles/will-an-asteroid-hit-earth
· starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question11.html
· earthsky.org/space/what-is-the-tunguska-explosion
· spaceplace.nasa.gov/asteroid/en/
· psi.edu/epo/ktimpact/ktimpact.html
· npr.org/sections/thetwo-way/2018/05/24/614105843/asteroid-impact-that-wiped-out-the-dinosaurs-also-caused-abrupt-global-warming?t=1603967262064
· space.com/33623-chelyabinsk-meteor-wake-up-call-for-earth.html
· bbc.com/news/av/uk-wales-53204219
· bbc.com/earth/story/20160706-in-siberia-in-1908-a-huge-explosion-came-out-of-nowhere
اشتراک گذاری در:
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاهها است.
- دیدگاههایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بیاحترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاهها پس از تأیید منتشر میشوند.