پاکسازی مدار سیاره چگونه انجام میشود؟
یکی از شروط مهم برای آنکه یک جرم آسمانی «سیاره» محسوب شود، پاکسازی مدار سیاره از اجرام هماندازه اطراف آن است. شاید در نگاه اول این پرسش مطرح شود که اگر جرمی در نقطهای کاملاً مقابل سیاره، یعنی حدود ۱۸۰ درجه دورتر در مدار قرار داشته باشد، چگونه سیاره میتواند بر آن اثر بگذارد و مدارش را پاکسازی کند؟
پاسخ این سؤال در پویایی منظومه شمسی نهفته است. اجرام آسمانی همیشه با سرعت ثابت و در فاصلهای ثابت از یکدیگر حرکت نمیکنند و در گذر زمان بارها به هم نزدیک میشوند. همین نزدیک شدنهای مکرر باعث میشود پاکسازی مدار سیاره حتی برای اجرامی که زمانی در دورترین نقطه نسبت به سیاره قرار داشتهاند نیز امکانپذیر شود.
پاکسازی مدار سیاره؛ چرا اجرام همیشه روبهروی سیاره باقی نمیمانند؟
منظومه شمسی محیطی کاملاً پویا است و موقعیت اجرام دائماً تغییر میکند. اگر یک سیاره و یک سیارک در یک لحظه در دو سوی مخالف مدار باشند، این وضعیت دائمی نخواهد بود.
دلیل این موضوع تفاوت در مدار اجرام است. مدار هشت سیاره منظومه شمسی تقریباً دایرهای است، اما بسیاری از اجرام کوچکتر، مانند سیارکها، مدارهایی کشیدهتر یا بیضوی دارند. همین تفاوت باعث میشود سرعت حرکت و مدت زمان گردش آنها به دور خورشید با یکدیگر یکسان نباشد.
پاکسازی مدار سیاره؛ تفاوت اندازه مدار چه نقشی در پاکسازی مدار سیاره دارد؟
در فرآیند پاکسازی مدار سیاره، اندازه مدار اهمیت زیادی دارد.
هرچه مدار یک جرم کوچکتر باشد، زمان کمتری طول میکشد تا یک دور کامل به دور خورشید بزند. در مقابل، مدارهای بزرگتر دوره تناوب طولانیتری دارند.
به همین دلیل، دو جرم که در ابتدا فاصله زیادی از هم دارند، پس از چندین گردش بهتدریج به یکدیگر نزدیک میشوند.
پاکسازی مدار سیاره؛ چرا سرعت اجرام در مدار ثابت نیست؟
یکی دیگر از عوامل مهم در پاکسازی مدار سیاره، تغییر سرعت اجرام در طول مسیر حرکت است.
جرمی که مدار بیضوی دارد، هنگام رسیدن به نزدیکترین نقطه خود نسبت به خورشید (حضیض) سریعتر حرکت میکند و زمانی که به دورترین نقطه مدار (اوج) میرسد، سرعتش کاهش مییابد.
این تغییر سرعت باعث میشود فاصله میان سیاره و اجرام کوچک دائماً تغییر کند و در نهایت مسیر آنها به یکدیگر نزدیک شود.
پاکسازی مدار سیاره؛ سیاره چگونه مدار خود را پاکسازی میکند؟
فرض کنید یک سیاره در مداری تقریباً دایرهای حرکت میکند و یک سیارک در مداری کمی کوچکتر و کشیدهتر قرار دارد. حتی اگر این دو جرم در ابتدا دقیقاً در دو سوی مخالف مدار باشند، به دلیل تفاوت در سرعت و شکل مدار، پس از تعداد زیادی گردش به دور خورشید، یکی از آنها به دیگری میرسد.
در این هنگام، گرانش سیاره بر سیارک اثر میگذارد و میتواند مدار آن را تغییر دهد.
این برخوردها یا نزدیکشدنهای گرانشی تنها یکبار رخ نمیدهند؛ بلکه در طول میلیونها و سپس میلیاردها سال بارها تکرار میشوند.
در نتیجه، پاکسازی مدار سیاره بهتدریج انجام میشود و بیشتر اجرام کوچک موجود در همسایگی مداری آن از مسیر اولیه خود خارج میشوند.
چرا پلوتو سیاره محسوب نمیشود؟
یکی از شناختهشدهترین نمونههای مرتبط با پاکسازی مدار سیاره، پلوتو است.
بر اساس تعریف اتحادیه بینالمللی نجوم (IAU)، یک جرم برای اینکه سیاره باشد باید سه شرط اصلی را داشته باشد که یکی از آنها پاکسازی همسایگی مداری است.
پلوتو در کمربند کویپر قرار دارد؛ منطقهای که تعداد زیادی جرم یخی و کوچک در آن حضور دارند. از آنجا که پلوتو نتوانسته این ناحیه را از اجرام مشابه پاکسازی کند، در طبقهبندی رسمی، سیاره کوتوله محسوب میشود و نه یک سیاره کامل.
جمعبندی
پاکسازی مدار سیاره فرآیندی نیست که در مدت کوتاهی انجام شود، بلکه نتیجه میلیونها تا میلیاردها سال تعامل گرانشی میان سیاره و اجرام کوچک اطراف آن است. تفاوت در شکل مدار، اندازه مدار و سرعت حرکت اجرام باعث میشود حتی اگر جرمی در ابتدا در سمت مقابل مدار سیاره قرار داشته باشد، سرانجام به آن نزدیک شود. در این نزدیکشدنها، گرانش سیاره مدار اجرام کوچک را تغییر میدهد و بهتدریج همسایگی مداری خود را از وجود آنها پاک میکند. همین ویژگی یکی از معیارهای اصلی تشخیص سیاره از سیاره کوتوله در منظومه شمسی به شمار میرود.
منبع
بیشتر بخوانید…
آیا رشد برنج روی ماه ممکن است؟ فناوری جدید برای کشت برنج روی ماه
