هفت كشف شگفت‌انگیز درباره سیاره عطارد

هفت كشف شگفت‌انگیز درباره سیاره عطاردنجوم و فضاعلمیپنج‌شنبه ۶ اردیبهشت ۱۴۰۳ - ۲۲:۳۰مطالعه 8 دقیقهمریم صفدریتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتتنها دو ماموریت رباتیك به عطارد راه پیدا كردند، اما همین ماموریت‌ها نیز برای رد بسیاری از فرضیه‌های نادرست درباره این دنیای داغ بسیار مهم بودند .

تبلیغاتبه‌نظر می‌رسد عطارد كه فاصله بسیار نزدیكی با خورشید دارد، سیاره‌ای مرده باشد. دانشمندان قبلا تصور می‌كردند عطارد فقط تكه سنگی نزدیك به خورشید و دنیایی خصمانه است: سمت روز و شب سیاره شاهد اختلاف دمایی نزدیك ۶۰۰ درجه سانتیگراد است .

اما اكنون ثابت شده است عطارد دنیایی از تناقض‌ها و سیاره‌ای پویا است كه شگفتی‌های غیرمنتظره‌ای را در خود پنهان كرده است. اتمسفری رقیق، میدان مغناطیسی و مخزنی از تركیبات فرار هنوز در عطارد وجود دارد و دانشمندان این ویژگی‌ها را غالبا با سیاره‌هایی كه بزرگ‌تر و دورتر از خورشید هستند، مرتبط می‌دانند .

دبورا دومینگو، دانشمند ارشد مؤسسه علوم سیاره‌ای می‌گوید انتظار داشتیم عطارد جرمی داغ و پخته‌شده باشد. او می‌گوید، مشاهدات چند دهه‌ی اخیر، باور دانشمندان درباره عطارد را تغییر داده است. شواهد نشان می‌دهد عطارد فقط توده سنگی خشك‌شده‌ای نیست .

یكی از شگفتی‌های این سیاره آن است كه هنوز دارای حباب‌هایی از یخ است.تاكنون تنها دو ماموریت به سیاره عطارد رسیده است. سومین ماموریت، بپی كلمبو (مأموریت مشترك آژانس فضایی اروپا و آژانس كاوش‌های هوافضای ژاپن) است كه در راه است و اواخر سال ۲۰۲۵ به مقصد خواهد رسید .

درحالی‌كه معدود مشاهدات زمینی و ماموریت‌های فضایی دانش زیادی حاصل نكرده‌اند، به رفع بسیاری از سوءتفاهم‌های اولیه درمورد اسرار عطارد كمك كردند. در ادامه، به تعدادی از شگفت‌انگیزترین اكتشافاتی كه درمورد عطارد حاصل شده است، اشاره می‌كنیم .

كپی لینكعطارد هسته‌ای فلزی داردعطارد ممكن است كوچك باشد، اما سنگین است. گرچه قطر عطارد از قطر ماه خیلی بیشتر نیست، جرم آن بیش از چهار برابر جرم ماه است. عطارد درواقع بعد از زمین، چگال‌ترین سیاره در منظومه شمسی محسوب می‌شود .

چگالی بالای این سیاره از این واقعیت ناشی می‌شود كه دارای هسته آهنی بزرگی است كه حدود ۶۰ درصد حجم سیاره را تشكیل می‌دهد. درمقابل، هسته زمین ازنظر حجم فقط حدود ۱۵ درصد سیاره را شامل می‌شود.بیشتر بخوانیدتكه‌های سیاره عطارد ممكن است در زمین پنهان شده باشند6 خرداد 01مطالعه '7سیاره عطارد احتمالاً انباشته از الماس است10 فروردین 01مطالعه '5دانشمندان درباره ساختار داخلی غیرعادی عطارد تئوری‌های مختلفی مطرح كرده‌اند .

به باور آن‌ها، شاید لایه بیرونی عطارد اولیه توسط خورشید تبخیر شده یا توسط بادهای خورشیدی پراكنده شده است. تئوری دیگر می‌گوید شاید براثر برخورد جرم بزرگی به عطارد، بیشتر لایه‌های بیرونی نرم‌تر آن از بین رفته و هسته محكم‌تر آن باقی مانده است .

ازآنجایی كه بخشی از گوشته و پوسته همچنان باقی است، برخورد ممكن است به نوعی اتفاق افتاده باشد كه برخی از لایه‌های اصلی عطارد را حفظ كرده باشد.كپی لینكتلاطم‌های درون عطارد موجب ایجاد میدان مغناطیسی می‌شودسیگنال‌های كوچك میدان مغناطیسی از سطح سیاره عطارد شواهدی از میدان مغناطیسی جهانی در تاریخ اولیه آن است كه همچنان وجود دارد .

اولین ماموریت به عطارد، مارینر ۱۰ در سال ۱۹۷۳ انجام شد و نشان می‌داد این سیاره دارای میدان مغناطیسی است. این كشف برای جامعه علمی حیرت‌آور بود، زیرا تصور می‌كردند چنین سیاره كوچكی به سرعت سرد و سفت شده و فاقد میدان مغناطیسی باشد .

وجود مغناطیس‌كره نشان می‌دهد بخشی از هسته عطارد هنوز درحال خروشیدن است.میدان مغناطیسی عطارد تقریبا ۱۰۰ برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. فعالیت مغناطیسی ضعیف به این معنا است كه این سیاره در انتهای مرحله تكامل خود قرار دارد تا به سیاره مرده‌ای مانند مریخ تبدیل شود .

در دهه ۲۰۱۰ ماموریت دوم عطارد نشان داد میدان مغناطیسی این سیاره تعادلی ندارد. قطب جنوب مغناطیسی روی قطب جنوب جغرافیایی قرار ندارد، بلكه در یك پنجم مسیر درون سیاره مدفون شده است.آنتونیو جنوا، مهندس هوافضا كه در دانشگاه ساپینزای رم به مطالعه زمین‌سنجی و ژئوفیزیك مشغول است، می‌گوید میدان مغناطیسی بینش‌هایی درمورد درون سیاره و تاریخ آن ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد سرعت چرخش درونی آن در طول میلیاردها سال چقدر كم شده است .

كپی لینكعطارد اتمسفری رقیق دارددنباله درخشان عطاردعطارد دارای جو رقیقی است كه نمی‌توان آن را اتمسفری واقعی درنظر گرفت. درعوض، دانشمندان این لایه نازك از گاز را اگزوسفر می‌نامند كه در آن گاز چنان رقیق است كه چیزی مانند فشار اتمسفر در آن قابل اندازه‌گیری نیست .

اخترشناسان در دهه ۱۹۸۰ در اگزوسفر عطارد سدیم، پتاسیم و كلسیم اتمی، فلزاتی با سیگنال‌های انتشار قوی را شناسایی كردند كه از روی زمین توسط تلسكوپ قابل مشاهده هستند. این عناصر فلزی معمولاً به‌عنوان گاز درنظر گرفته نمی‌شوند، اما درنتیجه‌ی برخورد ذرات خورشیدی و شهاب‌سنگ‌ها به سطح سیاره، به آسمان سیاره راه پیدا می‌كنند .

بادهای خورشیدی به اگزوسفر حاصل نفوذ می‌كنند و تعامل بین گازها و ذرات پرتاب شده از خورشید، دنباله درخشانی به طول ۲۴ میلیون كیلومتر پشت عطارد ایجاد می‌كند. دنباله بسته به نزدیكی عطارد به خورشید به صورت فصلی كوتاه و بلند می‌شود .

اگر روی عطارد ایستاده باشید و در زمان مناسب سال به بالا نگاه كنید، دنباله‌ی بلند عطارد به صورت درخشش نارنجی رنگی در آسمان ظاهر می‌شود.كپی لینكدر قطب‌های عطارد یخ وجود داردبه‌نظر می‌رسد عطارد در قطب‌های خود یخی دارد كه از تابش‌های خورشیدی در امان مانده است .

سیاره‌ای كه دقیقاً نزدیكی خورشید قرار دارد، نباید آب و یخ داشته باشد یا حداقل پژوهشگران این‌طور فكر می‌كردند. اما در دهه ۱۹۹۰ دانشمندان در گلدستون در كالیفرنیا و تلسكوپ رادیویی آرسیبو در پورتوریكو جریانی از سیگنال‌های راداری را به سمت عطارد هدایت كردند .

آن‌ها از مشاهده دو نقطه بازتابشی روشن در قطب‌ها كه احتمالا ذخایر یخ بودند، حیرت‌زده شدند.در سال ۲۰۱۲، فضاپیمای مسنجر تایید كرد یخ‌ها در قطب شمال عطارد آب منجمد است. اندازه‌گیری‌های لیزری روی سطح مواد غنی از كربن را روی سطح شناسایی كرد كه یخ زیر آن را عایق می‌كند .

عطارد توانسته است آب خود را حفظ كند، زیرا حباب‌های حاوی یخ زیر سایه‌های دائمی آن قرار دارد. این سیاره نسبت به مدارش در اطراف خورشید، كاملا عمودی می‌چرخد؛ بدان معنا كه دهانه‌های برخوردی نزدیك قطب‌ها دارای قسمت‌های درونی هستند كه هرگز نور روز را نمی‌بینند .

دمای درون این شكاف‌ها منهای ۱۷۰ درجه سانتیگراد، یعنی نزدیك دمایی است كه گاز نیتروژن در آن مایع می‌شود. شان سولومون، دانشمند سابق سیاره‌شناس در دانشگاه كلمبیا و محقق اصلی مأموریت مسنجر، می‌گوید: «آنجا به اندازه‌ای سرد است كه یخ بتواند در بازه‌های زمانی زمین‌شناسی پایدار بماند .

»مانند بسیاری از سیارات سنگی دیگر، آب روی عطارد احتمالا از سیارك‌هایی آمده است كه روی سطح خشكی فرود آمده‌اند. این آب درون دهانه‌های عطارد كه از دوران اولیه تغییری نكرده است، پنهان شده است.در سایر سیاره‌های زمین‌سان در منظومه شمسی، فرایندهای زمین‌شناسی مانند چرخش آب‌وهوایی، آب‌های خارج‌شده را در كل سیاره پخش كرده است .

سولومون می‌گوید اگر دانشمندان بخواهند از یخ باستانی دست‌نخورده در منظومه شمسی نمونه‌برداری كنند، احتمالا بهترین منبع قطب‌های عطارد است.كپی لینكعطارد حاوی مواد فرار مختلفی استپوسته عطارد غنی از عناصر نسبتا فرار مانند پتاسیم و گوگرد است .

هنگامی كه فضاپیمای مسنجر مواد فرار را در دنیای سوزان عطارد شناسایی كرد، عطارد دوباره انتظارات دانشمندان را زیر سوال برد. مواد فرار مواد شیمیایی هستند كه می‌توانند در تغییر دمایی كوتاه، بین فازهای جامد و گاز تغییر حالت دهند .

قبلا ثابت شده بود عطارد دارای آب محفوظ است، اما ماموریت مسنجر عناصر دیگری مانند گوگرد، پتاسیم و كلر را شناسایی كرد كه به‌راحتی در دمای نسبتا بالا تبخیر می‌شوند. این مواد فرار در سراسر سطح سیاره پخش شده‌اند .

عطارد با توجه به اندازه‌اش نسبت‌به سایر سیاره‌های زمین‌سان منظومه شمسی كه دورتر ار خورشید و بنابراین بسیار سردتر هستند، دارای مقادیر بالاتری از مواد فرار است. این موضوع كه مواد فرار از كجا می‌آیند و عطارد چگونه آن‌ها را حفظ كرده است، هنوز از موضوعات موردبحث در میان دانشمندان است .

برخی از پژوهشگران فكر می‌كنند مواد فرار در تاریخ اخیر از زیر سطح آمده‌اند، درحالی‌كه برخی دیگر فكر می‌كنند مواد شیمیایی از دوران جنینی عطارد روی سطح آن باقی مانده‌اند. وجود مواد فرار روی عطارد سوال‌هایی را ایجاد می‌كند .

برای مثال، اگر سیاره‌هایی كه به ستاره‌های خود نزدیك هستند، دارای مواد فرار خصوصا آب باشند آیا این مناطق می‌توانند سكونت‌پذیر باشند؟ به‌گفته‌ی دومینگو عطارد نشان می‌دهد سیاره‌های نزدیك به خورشید را نباید نادیده گرفت .

عطارد دارای فرورفتگی‌های نامنظمی روی سطح خود است. مارینر ۱۰ اولین بار در سال ۱۹۷۵ آن‌ها را آشكار كرد. سپس مسنجر از این مناطق تصاویری با وضوح بالا ثبت كرد. فرورفتگی‌ها از چند متر تا بیش از ۱٫۶ كیلومتر عرض دارند و عمق آن‌ها به ۳۶ متر هم می‌رسد .

دانشمندان بر این باورند كه حفره‌ها ممكن است براثر خروج مواد فرار ایجاد شده باشد. ازآن‌جایی كه عطارد بدون اتمسفر دارای باد یا بارانی نیست كه زمین را بكند، ویژگی‌های سطحی مانند گودال‌ها می‌توانند درنتیجه‌ی فرایندهای دیگری مانند نشت مواد فرار از خشكی به درون فضا شكل بگیرند .

حفره‌ها سازندهای نسبتا جوانی هستند كه در مقایسه با دهانه‌های برخوردی چهار میلیارد ساله روی عطارد به‌طور متوسط حدود ۱۰۰ هزار سال عمر دارند. دانشمندان فكر می‌كنند حفره‌ها هنوز درحال شكل‌گیری هستند. این حفره‌ها فقط در عطارد دیده شده‌اند .

به‌نظر می‌رسد اجرام دیگر منظومه شمسی چنین آثاری را نداشته باشند.در سال‌های اخیر، دانشمندان ساختارهای دیگری را نیز روی عطارد شناسایی كرده‌اند: برآمدگی‌های نامنظمی كه بخش وسیعی از سطح آن را پوشانده‌اند. برخی از پژوهشگران بر این باورند كه این زمین‌های ناهموار ناشی از جریان مواج مواد فرار از اعماق سیاره است .

دانشمندان دیگر فكر می‌كنند ناهمواری‌ها ناشی از برخورد موج‌دار یك سیارك بوده است.كپی لینكعطارد زمانی ازنظر آتشفشانی فعال بوده استدر این عكس تركیبی ثبت‌شده توسط فضاپیمای مسنجر از سطح عطارد، به‌نظر می‌رسد دو دهانه برخوردی بزرگ (بالا و سمت چپ تصویر) پر شده و دشت‌های صافی را تشكیل داده است .

توپوگرافی عطارد سرنخ‌هایی را ارائه می‌دهد كه آتشفشان‌ها زمانی گدازه‌هایی را روی سطح این سیاره پرتاب كرده‌اند. فضاپیمای مسنجر دشت‌های درخشانی را كه در سطح عطارد پراكنده‌اند، به‌خوبی نشان داد. گدازه‌های انباشته‌شده روی دهانه‌ها و برآمدگی‌های قدیمی‌تر صاف شده و دشت‌ها را تشكیل داده‌اند .

پژوهشگران فكر می‌كنند آتشفشان فعالی كه روی عطارد قرار داشت، بین ۱ میلیارد تا ۳٫۵ میلیارد سال پیش به خاطر خنك شدن و انقباض سیاره غیرفعال و مسیرهای خروج ماگما مسدود شد.عطارد همچنین نشانه‌هایی فعالیت آتشفشانی انفجاری را نشان می‌دهد .

گودال‌های نامنظم با طول چندین كیلومتر و بیش از سه كیلومتر عمق به آتشفشان‌های آذرآواری باستانی اشاره دارند كه موجب تخریب خود شده‌اند. در اطراف گودال‌ها رسوباتی وجود دارد كه بنا به باور پژوهشگران، درنتیجه‌ی انفجارهای آتشفشانی خارج شده‌اند .

این نوع انفجارهای آتشفشانی احتمالا ناشی از مواد فرار زیر زمین هستند. وقتی این مواد شیمیایی مدفون به سطح می‌آیند، حجم آن‌ها افزایش می‌یابد. درنهایت، افزایش فشار گازها موجب می‌شود آتشفشان حالت انفجاری پیدا كند .

دانشمندان بپی كلمبو امیدوارند اطلاعات بیشتری دراین‌باره به دست آورند كه مواد فرار روی سیاره عطارد از كجا می‌آیند. نقشه‌برداری از مواد فرار در سطح سیاره سرنخ‌هایی مورد نحوه رسیدن آن‌ها به آنجا ارائه می‌دهد .