جستجوی دنیاهای دورمنظومه شمسی

زمانی که خبر کشف همزمان 12 قمر برای سیاره زحل منتشر شد، رابرت نایدیکی از ویراستاران ارشد ماهنامه نجومی Sky&Telescope درباره آن نوشت: «دورانی که کشف یک قمر جدید برای سیاره ای ، حادثه ای بزرگ در عالم اخترشناسی

کد خبر: ۶۶۴۸۶

محسوب می شد گذشته است و دانشمندان امروز یک باره یک دو جین از این اجرام را همزمان در اطراف سیارات کشف می کنند و این نشانه پیشرفت دانش بشری است.»
اما با وجود این کشف اقمار هنوز هم مهم است. چرا که کلیدی برای باز کردن صندوقچه اسرار پیدایش و تحول سیارات و کل منظومه شمسی به حساب می آید.
به دلیل همین اهمیت جام جم گفتگویی اختصاصی را با اسکات شپرد ترتیب داد، مردی که به همراه همکارانش رکورددار کشف اقمار منظومه شمسی در اطراف سیارات غول پیکر گازی است و تاکنون توانسته است بیش از 50قمر جدید برای سیارات ، مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون پیدا کند.
در این گفتگو شپرد به بهانه کشف 12قمر جدید در اطراف زحل ، از این اعضای خانواده منظومه شمسی سخن می گوید.

اکثر مردم دیدگاه روشنی در خصوص معنی قمر یک سیاره ندارند. آیا تعریف دقیقی در مورد معنی یک قمر وجود دارد؛
یک ماه یا قمر، جرمی است که در مدار مشخصی به دور یک سیاره می چرخد اما هنوز هیچ تعریف رسمی در خصوص ابعاد آنها وجود ندارد یعنی در بین دانشمندان درباره قطر جرمی که باید به عنوان قمر شناخته شود، دیدگاه یکسانی وجود ندارد؛ اما اجرامی که ما تاکنون کشف کرده ایم و به ثبت رسانده ایم ، قطری معادل حداقل چند کیلومتر دارند و بنابراین در بخش مورد اختلاف دانشمندان از لحاظ اندازه قطر قرار نمی گیرند و قطعا به عنوان قمر شناخته می شوند.

می دانیم طبقه بندی های مختلفی از اقمار از لحاظ مشخصات مداری ، شکل ظاهری و... وجود دارد این عوامل اختلاف دقیقا کدام موارد هستند؛
یک گروه اقمار منظم یا Regularهستند. در مدارهای تقریبا دایره ای با انحراف مداری بسیار کم به دور سیاره مادر خود می چرخند و معمولا جهت چرخش آنها به دور سیاره با جهت چرخش سیاره به دور خود یکسان است احتمال بالایی وجود دارد که از قرص اولیه تشکیل دهنده سیاره شکل گرفته اند، یعنی همان گونه که سیارات از اجتماع مراکز جرم در اطراف ستاره ها در خود به وجود می آمدند، این اقمار نیز مستقیما از توده تشکیل دهنده سیارات شکل گرفته اند.
اما دسته دیگر اقمار غیر منظم یا Irregularهستند، مدار این اقمار دارای خروج از مرکز بالا بود و در نتیجه شکل مدار آنها به بیضی کشیده تبدیل می شود، انحراف صفحه مدار آنها (زاویه بین صفحه ای که مدار قمر در آن قرار دارد با صفحه سیاره) نیز برعکس اقمار منظم ، بسیار بالا است و نکته دیگر این که بر خلاف اقمار منظم که در نزدیکی سیاره مادر خود قرار گرفته اند، دسته دوم در فاصله های بسیار دور از سیاره میزبان پیدا می شوند.
جهت چرخش این سیارات در مدار خود می تواند، در جهت یا در خلاف جهت چرخش سیاره به دور خود باشد، پیدایش این اقمار نیز متفاوت با گونه اول است ، این اقمار نمی توانند همراه با سیاره و از فرم پیش سیاره ای آن شکل گرفته باشند و بنابر اطلاعات ما این اقمار در واقع اجرام مستقلی بودند که در مداری به دور خورشید در حال گردش بوده و سپس توسط سیاره به دام افتاده اند و به قمری برای یک سیاره تبدیل شده اند، البته به دام انداختن جرمی که به دور خورشید در حال چرخش است توسط سیاره مادر، نیازمند این است که انرژی اولیه مدار آن جرم به دلیلی کاهش پیدا کند.
در عصر جدید منظومه شمسی هیچ منبع یا دلیلی برای کاهش این انرژی وجود ندارد و مثلا غبار میان سیاره ای به اندازه ای نیست که باعث کاهش سرعت جرمی نظیر یک خرده سیارک در مدار خود و گرفتار شدن آن در دام یک سیاره شود، به همین دلیل ، به نظر می رسد این گرفتار شدن در دام یک سیاره زمانی اتفاق افتاده است که شرایط منظومه شمسی بسیار متفاوت با شرایط امروز آن بوده و بنابراین تغییر ماهیت این اجرام به عنوان قمر در دوران آغازین شکل گیری سیارات در منظومه شمسی بازمی گردد.

شما عضو گروهی از شکارچیان اقمار منظومه شمسی در سالهای اخیر بوده اید که بیش از 50 قمر بر تعداد اقمار منظومه شمسی افزوده اید. روش شما برای این کار چیست؛
ما فضای اطراف سیاراتی را که از لحاظ گرانشی امکان وجود اقماری در اطرافش وجود دارد، مورد بررسی مداوم قرار می دهیم.
به دلیل این که این فضا، فضای بسیار گسترده ای را شکل می دهد و به همین دلیل برای این که این تحقیقات موفقیت آمیز باشد، نیازمند ابزارهایی با میدان دید گسترده و دوربین هایی با حساسیت بسیار بالا بودیم ، تنها در چند سال اخیر آشکارسازی هایی با حساسیت بالا طراحی کرده ایم که به ما اجازه تصویربرداری دقیق و بسیار حساس در پهنه وسیعی از آسمان را می دهد.
در کشف های اخیر، از تلسکوپ سوبارو استفاده کردیم ؛ سوبارو، به عنوان بزرگترین ابزار عکاسی تلسکوپی جهان ، به ما این امکان را داد تا تمام فضای اطراف زحل را در جستجوی اجسامی که قطری تنها معادل 3کیلومتر دارند، بررسی کنیم.
در این بررسی یک نقطه خاص آسمان ، در طی مدتی حدود چند ساعت در نظر گرفته می شود و 3بار مختلف مورد بررسی قرار داده می شود.
اگر یکی از اقمار زحل در این میدان دید باشد در طی این مدت در بین ستاره های زمینه های آسمان شاهد جابه جایی و حرکت آن خواهیم بود و حرکت آنها در همان جهت حرکت مداری سیاره خواهد بود و می توانیم اجرام مشکوک به قمر را شناسایی کنیم ؛ اگرچه جزییات فنی این فرآیند شاید حوصله خوانندگان شما را سر ببرد علاقه مندان می توانند برای پایگاه اینترنتی مربوط به کشف اقمار جدید در نشانی http://www.ifa.hawaii.edu مراجعه کنند.

به رشد ابزارها اشاره کردید، به دلیل همین رشد است که امروزه سرعت کشف اقمار تا این حد افزایش یافته است؛
بله دقیقا همین طور است ، فناوری امروز به ما اجازه داده تا ابزارهای موثری را در اختیار داشته باشیم که سطوح پهناور آسمان را با حساسیت فوق العاده بالا ثبت کنند، دوربین های دیجیتال بزرگ و تلسکوپ های غول پیکری مانند تلسکوپ 2/8 متری سوبارو تنها در همین چند سال اخیر در اختیار دانشمندان قرار گرفته است.

شما اخیرا 12 قمر جدید برای زحل کشف کردید. درباره این اقمار جدید و مشخصات آنها بگویید. چرا چنین کشفی برای جامعه علمی مهم محسوب می شود؛
این اکتشافات جدید درخصوص اقمار زحل و سایر سیارات دانش ما را درخصوص خانواده اقماری سیارات افزایش می دهد و نقش مهمی در درک منشا اقمار نامنظم دراختیار ما خواهد گذاشت.
همچنین با کمک این اقمار و بررسی آنها می توانیم امکانات بیشتری برای تحلیل مدلهای جذب و شکار این اقمار نامنظم توسط سیارات را به دست آوریم ، نکته مهمی که بررسی این اقمار نشان می دهد آن است که به نظر می رسد سیارات غول منظومه شمسی تعداد تقریبا یکسانی از اقمار نامنظم هم اندازه داشته باشند و این یعنی فرآیندی که در جذب آنها موثر بوده است مستقل از جرم سیاره ، محل آنها یا مدل شکل گیری آنها باشد اگر چه برای رسیدن به نتیجه نهایی هنوز نیازمند بررسی های بیشتر است.
از سوی دیگر این اقمار کوچک و نامنظم در خلال فرآیند شکل گیری سیارات به دام افتاده اند و بنابراین مطالعه آنها می تواند سرنخهایی از نحوه تحول و شکل گیری سیارات و یا خود ساختار منظومه شمسی را در اختیار ما بگذارد.

پس از این که شما قمر تازه ای را یافتید برای این که این کشف از سوی مراجع جهانی پذیرفته شود چه مسیری باید طی شود؛
ما خبر کشف خود را به مرکز خرده سیارکها و اتحادیه بین المللی نجوم گزارش می دهیم. ما به رصد این اجرام برای مدت چندین ماه ادامه می دهیم تا بتوانیم مدار دقیق آن را مشخص کنیم و پس از تایید مشخصات مدار از سوی IAU(اتحادیه بین المللی نجوم) تایید می شود و پس از آن که یکسال این اقمار بررسی و رصد نشدند، به آنها نام اختصاصی تعلق می گیرد.

گام بعدی در کشف اقمار کوچک منظومه شمسی چه خواهد بود؛ آیا شانسی برای سیارات سنگی (زمین ، زهره ، عطارد و مریخ ) هم وجود دارد؛
تمام سیارات غول (مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون ) قطعا اقمار کشف نشده بیشتری دارند، فناوری علمی به ما اجازه می دهد اقماری تا قطر 2کیلومتر برای مشتری ، 4کیلومتر برای زحل ، 15کیلومتر برای اورانوس و 30کیلومتر برای نپتون کشف کنیم ، تفاوت اندازه این اقمار به فاصله آنها تا زمین وابسته است ، هر چه دورتر می شویم عملا اندازه این اقمار نیز کاهش می یابد، بنابراین گام بعدی با بهبود فناوری برداشته خواهد شد و آن جستجوی اقمار کوچکتر در اطراف این سیارات است.
درباره زمین ،مریخ ، عطارد، زهره و سیاره یخ زده پلوتون من گمان نمی کنم امکان جذب اقمار نامنظم برای آنها وجود داشته باشد به همین دلیل تمام تمرکز ما بر روی سیارات غول منظومه شمسی خواهد بود و با رشد فناوری قطعا افقهای تازه تری پیش چشمان ما شکل خواهد گرفت.