ریزقمرها: مهمانان موقت مدار زمین

مشاهدات جدید نشان می‌دهند که در هر بازه زمانی مشخص، دست‌کم شش تکه کوچک از ماه ممکن است پیش از ورود به مداری به دور خورشید، برای مدتی کوتاه به دور زمین گردش کنند. با این حال، سرعت زیاد و اندازه بسیار کوچک این «ریزاقمار» رهگیری آن‌ها را با چالش‌هایی جدی مواجه کرده است.
زمانی که اجرام فضایی با ماه برخورد می‌کنند، ابری از مواد از سطح آن آزاد می‌شود. بخشی از این مواد به فضا گریخته و علی‌رغم اینکه گاهی اندازه‌های بزرگی دارند، بیشتر آن‌ها قطعاتی کوچک با قطری کمتر از ۲ متر هستند. این خرده‌سنگ‌ها وارد مداری در اطراف خورشید می‌شوند، اما مطالعه‌ای جدید که در ژورنال Icarus منتشر شده، نشان می‌دهد که برخی از این اجسام ممکن است گهگاه به مدار زمین کشیده شوند.
رابرت یدیک، محقق دانشگاه هاوایی و نویسنده اصلی مقاله، در ایمیلی به Space.com گفت:
«این فرآیند مانند یک رقص مربعی است؛ این اجرام فضایی مدام مدار خود را عوض می‌کنند و ممکن است برای مدتی صحنه را ترک کنند.»

تعریف ریزقمر

اگرچه اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی تعریفی رسمی برای «ریزقمر» ارائه نداده است، اما پژوهش‌های پیشین این واژه را به جسمی فضایی نسبت می‌دهند که به طور موقت در مدار زمین قرار بگیرد، دست‌کم یک دور کامل به دور زمین بچرخد، و در هیچ بخشی از مدارش از فاصله چهار برابر ماه دورتر نباشد. ریزقمرها ممکن است از بخش‌های مختلف منظومه شمسی سرچشمه بگیرند، اما مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۸ نشان داد که بسیاری از آن‌ها از کمربند سیارکی میان مریخ و مشتری آمده‌اند.
با این حال، کشف اخیر ریزقمرهایی با منشأ ما، پرسش‌های تازه‌ای را برانگیخته است.

نمونه‌هایی از ریزقمرهای ماه

در سال ۲۰۱۶، تلسکوپ Pan-STARRS1 در هاوایی جسمی نزدیک به زمین با عرضی بین ۴۰ تا ۱۰۰ متر را شناسایی کرد که به نام Kamoʻoalewa یا (469219 Kamoʻoalewa) شناخته می‌شود. این جرم به دور خورشید، در هماهنگی با مدار زمین می‌گردد. بررسی‌ها نشان دادند که این جرم، تکه‌ای از ماه است که در برخوردی شدید، حدود ۱ تا ۱۰ میلیون سال پیش، از محل دهانه جوردانوبرونو جدا شده است. اخیراً نیز اخترشناسان اعلام کردند که جرم آسمانی دیگری با نام 2024 PT5 که سال گذشته شناسایی شد، احتمالاً منشأ قمری دارد.
این دو نمونه نشان می‌دهند که ماه می‌تواند منشأ ریزقمرهای کوتاه‌مدت اطراف زمین باشد. یدیک و همکارانش با شبیه‌سازی دینامیکی این اجسام، به این نتیجه رسیدند که تعداد زیادی از خرده‌سنگ‌های ماه، می‌توانند به طور موقت توسط گرانش زمین به دام بیفتند و حدود یک‌پنجم آن‌ها به ریزقمر تبدیل ‌شوند.

چند ریزقمر در هر لحظه؟

مطالعه جدید پیش‌بینی می‌کند که به‌طور میانگین، در هر لحظه حدود ۶.۵ ریزقمر منشأ گرفته از ماه در مدار زمین حضور دارند. البته این عدد دقیق نیست، چراکه موقعیت این اجرام ناپایدار است و بسیاری از آن‌ها به‌زودی از مدار زمین خارج می‌شوند و با اجرام جدید جایگزین می‌شوند.
یدیک توضیح داد:
«یک ریزقمر معمولی به‌طور میانگین حدود ۹ ماه به دور زمین می‌چرخد.»
اما او هشدار می‌دهد که تعیین عدد دقیق بسیار دشوار است. عوامل زیادی مانند اندازه دهانه‌ برخوردی، سرعت پرتاب مواد و ویژگی‌های فیزیکی قطعات، پیش‌بینی‌ها را با عدم قطعیت‌های قابل‌توجهی مواجه می‌کنند.
او افزود:
«اگر واقعاً این تعداد ریزقمر وجود داشته باشد، انتظار می‌رود که تلسکوپ‌ها تعداد بیشتری از آن‌ها را شناسایی کنند. پس به احتمال زیاد، برآورد عددی ما دقیق نیست — و این ماهیت علم است. علم بر پایه‌ داده‌های جدید ساخته می‌شود. با شناسایی بیشتر ریزقمرهای با منشا ماه، می‌توانیم این مدل را به‌روز کرده و درک بهتری از فرآیندهای برخوردی به‌دست آوریم.»

چالش رهگیری اجرام کوچک

ریزقمرهای موقتی به‌دلیل اندازه و سرعت بالا، رهگیری بسیار دشواری دارند. بیشتر آن‌ها قطری بین ۱ تا ۲ متر دارند و تنها زمانی که بسیار به زمین نزدیک باشند، به اندازه‌ای روشن می‌شوند که تلسکوپ‌ها بتوانند آن‌ها را ببینند. همین نزدیکی به زمین نیز باعث می‌شود به‌سرعت در آسمان حرکت کنند و به جای نقطه‌ای ثابت، دنباله‌ای سریع در تصاویر ثبت نمایند؛ مسئله‌ای که پردازش رایانه‌ای و الگوریتم‌های شناسایی را با دشواری روبرو می‌کند.
با این حال، همه چیز هم منفی نیست. مطالعه‌ای نشان داد که جرم آسمانی 2020 CD3 تنها در ۲ شب از میان ۱۰۰۰ شب دیده شده بود، اما همین مقدار کافی بود تا رهگیری موفق آن انجام شود. به محض اینکه یک ریزقمر شناسایی شود، دنبال‌کردن آن ساده‌تر می‌شود، چون اخترشناسان می‌دانند چه زمانی و کجا باید به‌دنبالش بگردند.

کاربردهای آینده

به گفته جِدیک، این بازدیدکنندگان کوتاه‌مدت همچنین می‌توانند کاربردهای تجاری جالبی داشته باشند، چون برای سفر به آن‌ها به سوخت بسیار کمی نیاز است. به جای پرواز تا کمربند سیارک‌ها برای استخراج آب، مواد معدنی و عناصر ارزشمند دیگر، شرکت‌ها می‌توانند راه‌هایی برای شکار این اجرام موقتی پیدا کنند، هنگامی که به‌طور گذرا در مدار زمین می‌چرخند.

از دیدگاه علمی، ریزاقمارها و اجرام مشابه آن‌ها ممکن است به درک ما از چگونگی شکل‌گیری و تحول منظومه شمسی کمک کنند. جِدیک می‌گوید: «فهم اینکه چگونه قطعاتی از ماه در اثر برخورد از آن جدا شده‌اند، می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا میزان خسارت برخورد سیارک‌ها به زمین را بهتر برآورد کنند.»