کوچکترین سیاره منظومه شمسی کدام است؟؛همه آنچه باید بدانید!‌_اسپایدر

منظومه شمسی ما ۸ سیاره دارد که هرکدام ویژگی‌های فیزیکی متغیری دارند. در بین این ۸ سیاره، عطارد یا تیر کوچک‌ترین سیاره است، یقیناً پیش‌ از آنکه پلوتو از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی خارج بشود؛ پولوتو گفتن کوچکترین را از آن خود کرده می بود. به‌ نظر می‌رسد دیگر چاره‌ای نداریم جز این که عطارد را کوچک‌ترین سیاره منظومه خود بدانیم.

اما چرا عطارد این‌قدر کوچک است؟ چرا دیگر پلوتو را کوچک‌ترین سیاره نمی‌دانیم؟ در منظومه‌های ستاره‌ای دیگر می‌توانیم سیاره‌ای به کوچکی عطارد اشکار کنیم؟ در این مقاله تصمیم داریم با جواب به این سوال‌ها همه حقایق علمی درمورد ابعاد عطارد را مرور کنیم.

عطارد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی

همان گونه که گفتیم، عطارد کوچک‌ترین سیاره بین ۸ سیاره‌ -بعد از حذف پلوتو از لیست سیاره‌های منظومه شمسی- است. فرقی ندارد معیار ما برای «کوچکی» چه باشد؛ عطارد کوچک‌ترین شعاع، جرم و حجم را بین سیاره‌‌های منظومه ما دارد.

اعداد و رقم های مرتبط با اندازه کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی

برای این که مقداری بر پایه اطلاعات عینی‌تر سخن بگویید کنیم، باید سراغ رقم های سیاره کوچک عطارد برویم. شعاع عطارد حدوداً ۲۴۴۰ کیلومتر است که مقداری از یک سوم شعاع زمین بزرگ‌تر است.

حجم این سیاره برابر با ۶.۰۸۳x۱۰^۱۰ کیلومتر مکعب یا ۱/۱۸ حجم زمین است. حجم عطارد نیز ۳.۳۰۱۱x۱۰^۲۳ کیلوگرم است. ازآن‌جایی که چگالی زمین و عطارد تقریباً برابر است، جرم این سیاره کوچک نیز تقریباً ۱/۱۸ زمین است.

برای این که تصوری از تنوع ابعاد سیاره‌ها در منظومه شمسی داشته باشیم، می‌توانیم این اعداد را با مشتری، بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی، قیاس کنیم. شعاع مشتری ۶۹۹۱۱ کیلومتر است که تقریباً ۱۱ برابر شعاع زمین است.

حجم مشتری نیز ۱۳۲۱ برابر حجم زمین و جرم آن اندکی کمتر از ۳۱۸ برابر سیاره ما است. علت اختلاف این دو عدد این است که چگالی سیاره گازی مشتری زیاد کمتر از سیاره سنگی زمین است. این چنین حجم مشتری ۲۳۵۰۰ برابر عطارد است.

چرا پلوتو کوچک‌ترین سیاره نیست؟

همان گونه که گفتیم، عطارد همیشه کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی نبوده است. تا پیش از سال ۲۰۰۶، کوچک‌ترین سیاره‌ای که به دور خورشید می‌چرخید، پلوتو می بود. اما آگوست ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) تصمیم گرفت پلوتو را از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی حذف کند.

منجمان سیاره‌ها را اجرامی کروی تعریف می‌کنند که در مداری به دور خورشید می‌گردند. یکی از خصوصیات سیاره‌ها باید این باشد که مدار خود را از اجرام دیگر پاک کنند. بعد از کشف سیاره کوتوله «اِریس»، جدال‌ها درمورد سیاره بودن یا نبودن پلوتو نیز شدت گرفتند.

در ادامه، کشف سیارات کوتوله فرد دیگر همانند «سِرِس» و «ماکی‌ماکی» علتشدند منجمان قانع شوند پلوتو نیز یکی از اجرام فرا-نپتونی یا به‌عبارت دیگر سیاره‌ای کوتوله است؛ در نتیجه، پلوتو از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی خارج شد. این اتفاق علتشد عطارد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی بشود.

دانش ناچیز ما از عطارد به‌گفتن کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی

عطارد سیاره شدیدترین‌ها است. اندازه کوچک این سیاره و نزدیکی زیاد آن به خورشید علتشده‌ عطارد هیچ اتمسفری نداشته باشد؛ به همین‌علت، دمای سطح از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد در روز به منفی ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد در شب تحول می‌کند.

اما شرایط کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی فقط برای خودش سخت نیست؛ مطالعه این سیاره برای ما نیز کار زیاد سختی است. ابتدایی‌ترین راه مطالعه سیاره از روی زمین و با منفعت گیری از تلسکوپ‌ها در شبی تاریک با شرایط مناسب است. اما عطارد زیاد به خورشید نزدیک است؛ به همین علت تقریباً هم‌زمان با خورشید در آسمان طلوع و غروب می‌کند؛ عطارد را فقط می‌توان لحظاتی مختصر قبل از طلوع و سپس از غروب خورشید مشاهده کرد.

گرچه این سیاره را می‌توان در روز نیز با تلسکوپ‌ها رصد کرد، اخترشناسان باید زیاد احتیاط کنند. نور شدید خورشید و نزدیکی دائمی میدان دید به این ستاره امکان پذیر به ابزارهای نوری تلسکوپ‌ها صدمه رساند. طبق معمولً مسئولان رصدخانه‌های بزرگ اجازه نمی‌دهند این تلسکوپ‌ها به‌سمت خورشید نشانه بروند؛ چون گمان صدمه رسیدن به ابزار زیاد زیاد است.

ارسال ماهواره به مدار عطارد نیز کار سختی است. اولین چالش بزرگ قرارگرفتن در مدار این سیاره است. تا پیش از سال ۲۰۱۱، فقط فضاپیمای «مارینر ۱۰» ناسا توانسته می بود ۳ بار از کنار عطارد عبور کند. اولین فضاپیمایی که در مدار عطارد قرار گرفت، فضاپیمای «مسنجر» (MESSENGER) ناسا در سال ۲۰۱۱ می بود.

مطابق حرف های‌های دانشمندان آژانس فضایی اروپا، برای این که فضاپیمایی در مدار عطارد قرار بگیرد، ۲ راه وجود دارد؛ یا این فضاپیما باید زیاد بزرگ باشد تا بتواند سوخت بسیاری برای افت شدید شدت خود حمل کند؛ یا باید در مانوری زیاد پیچیده از گرانش سیاره‌های دیگر برای کنترل شدت پشتیبانی بگیرد که زمان مأموریت را زیاد طویل می‌کند.

فضاپیمای مسنجر از روش دوم منفعت گیری کرد. یقیناً چالش دیگر این است که دمای مدار عطارد زیاد بالاست؛ به همین علت، مارینر در مداری زیاد بیضوی و متغیر دور عطارد می‌چرخید. این چالش‌ها علتشدند مارینر ۱۰ و مسنجر نتوانند داده‌های کافی با وضوح بالا از عطارد تهیه کنند.

چرا عطارد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی است؟

اطلاعات ناچیز ما از عطارد جواب به این سوال را دشوار می‌کند. یکی از نظریه‌های نسبتاً رایج این است که عطارد از همان دیسک غباری راه اندازی شده که زمین از دل آن متولد شد. تراکم غبار و مواد داخل این دیسک نزدیک خورشید کمتر می بود؛ به‌همین‌علت، عطارد سیاره‌ای کوچک است.

با‌این‌حال، داده‌های اندک فضاپیماهای مارینر ۱۰ و مسنجر غافلگیری‌های بزرگی درمورد عطارد به وجود آوردند.

یکی از این غافلگیری‌ها درمورد هسته این سیاره می بود. سیاره‌های سنگی (زهره، زمین و مریخ) همه انها هسته‌ای کوچک دارند که اطراف آن را لایه ضخیمی از مواد مذاب فراگرفته است. اما پوسته عطارد به‌نحوه غافلگیرکننده‌ای نازک است، درحالی‌که هسته آن در روبه رو پوسته‌اش بیشتر از حد انتظار بزرگ است.

حتی شگفت‌تر این است که عطارد میدانی مغناطیسی دارد. این حقیقت در کنار چگالی سیاره نشان از وجود هسته‌ای آهنی دارند.

علاوه براین‌ها، نسبت مواد شیمیایی سطح عطارد زیاد نامعمول است. دانشمندان با منفعت گیری از تکنیک «طیف‌سنجی» برای مطالعه ترکیب شیمیایی سیاره از راه دور، دریافته‌اند غلظت عنصر فلزی «توریوم» در عطارد نسبت به سیاره‌های همسایه آن زیاد زیاد تر است.

توریوم باید در گرمای شدید اولین روزهای منظومه شمسی تبخیر می‌شد. در عوض، غلظت توریوم عطارد به غلظت این عنصر در مریخ نزدیک‌تر است. اما مریخ زیاد دورتر از خورشید است و دمای کمتر آن شرایط را برای راه اندازی توریوم فراهم می‌کرد.

همه این مختصات شگفت‌انگیز علتشده‌اند دانشمندان فرضیه جدیدی درمورد چونگی شکل‌گیری عطارد و علت اندازه کوچک آن اراعه دهند.

عطارد به گمان زیادً روزی سیاره‌ای اندازه زمین می بود!

خصوصیات نامعمول عطارد علتشده برخی دانشمندان علوم سیاره‌ای به این باور برسند که کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی در اغاز نقطه‌ای زیاد دورتر از خورشید، نزدیک مریخ، متولد شده است.

این چنین این سیاره در اغاز جرمی زیاد زیاد تر داشته و تقریباً هم‌اندازه زمین بوده است. این نظریه توضیح می‌دهد که چرا هسته عطارد این‌قدر بزرگ است.

اما مطابق این نظریه، عطارد در قبل با سیاره‌ای دیگر برخورد کرده و به‌سمت خورشید سرازیر شده است. این برخورد شدید پوسته و قسمت بزرگی از گوشته سیاره را از آن جدا و داخل فضا کرده و فقط هسته‌ای بزرگ و مذاب را باقی گذاشته است.

خلاصه این که مطابق این نظریه، عطاردی که امروز می‌بینیم، چیزی زیاد تر از هسته و درحقیقت شالوده سیاره‌ای زیاد بزرگ‌تر نیست.

سنگ‌های کوچکترین سیاره منظومه شمسی روی زمین

روش ایده‌آل مطالعه عطارد آنالیز مثالهای پوسته یا گوشته این سیاره است که کاوشگرهایی پیشرفته آن‌ها را جمع‌آوری کنند و به زمین بیاورند. اما تابه‌حال هیچ کاوشگری روی سطح کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی فرود نیامده است.

اما راهی غیرمستقیم برای مطالعه سنگ‌های عطارد وجود دارد. دسته‌ای از شهاب‌سنگ‌ها در نقاط مختلفی از زمین وجود دارند که به آن‌ها «اوبریت» (aubrite) می‌گویند. ترکیب آن‌ها زیاد همانند ترکیب پوسته عطارد است.

برخی دانشمندان گمان می‌کنند این سنگ‌ها به گمان زیادً آوار همان برخورد سیاره‌ای است که عطارد را به مکان جاری‌اش فرستاده است یقیناً برخی دانشمندان نظر متغیری دارند. آن‌ها می‌گویند اوبریت‌ها از سیارک‌هایی می‌آیند که در همان نقطه از منظومه شمسی که عطارد در آن متولد شد، شکل گرفتند. مطابق این نظریه، اوبریت‌ها هیچ‌گاه بخشی از عطارد نبودند؛ به‌این‌ترتیب، یکی از راه حلهای مطالعه عطارد، مطالعه ساختار و بافت این سنگ‌ها است.

یکی دیگر از راه‌های مطالعه عطارد، مطالعه قسمت‌هایی از پوسته زمین است که شباهتی زیاد به سنگ‌های سیارات دیگر دارند. این سنگ‌های زمینی طی فرایندهایی تشکیل شده‌اند که به نظر دانشمندان در سیارات دیگر نیز وجود داشتند.

برای مثال، دانشمندان گمان می‌کنند ترکیب پوسته زمین در قبرس شباهت بسیاری به عطارد دارد. پوسته قبرس بیشتر از ۹۰ میلیون سال پیش در بستر اقیانوس «تتیس» (Tethys) شکل گرفت؛ اقیانوسی در قبل زمین که بین ۲ قاره «لوراسیا» (Laurasia) و «گوندوانا» (Gondwana) قرار داشت. با برخورد صفحات تکتونیک زمین، این پوسته طی سال‌ها بالا آمد و جزیره قبرس امروزی تشکیل شد.

دانشمندان می‌گویند ترکیب سنگ‌های این پوسته عیناً همانند پوسته عطارد است. مطالعه زیاد تر این سنگ‌ها به همراه داده‌های مأموریت‌های آینده ناسا و آژانس فضایی اروپا به عطارد به دانشمندان پشتیبانی خواهند کرد به علت دقیق کوچک بودن این سیاره پی ببرند.

عطارد هم چنان کوچک‌تر می‌بشود!

برخورد سیاره‌ای بزرگ به عطارد این سیاره را زیاد کوچک‌تر از ابعاد اولیه‌اش کرد. اما این آخر کار نبوده است. داده‌های اندکی که از عطارد داریم که نشان خواهند داد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی با نرخی زیاد کم هم چنان کوچک و کوچک‌تر می‌بشود.

دانشمندان در مطالعات خود دریافته‌اند هسته عطارد مدام سردتر می‌بشود. با افت دما، قسمت‌های مذاب هسته به سنگ تبدیل خواهد شد و این علتکوچک‌تر شدن هسته می‌بشود. با افت حجم هسته، مساحت سطح سیاره نیز کمتر می‌بشود و پوسته درهم فرومی‌رود. می‌توان او گفت عطارد همانند سیبی است که خشک و پوست آن چروکیده می‌بشود.

این چروک‌های پوسته را می‌توانیم در تصاویر مارینر ۱۰ مشاهده کنیم. ازآن‌جایی که دهانه‌های برخورد این فرورفتگی‌ها را نپوشانده‌اند، دانشمندان استدلال می‌کنند که فرایند کوچک‌تر شدن عطارد هم چنان ادامه دارد. یقیناً این استدلال قطعیت بسیاری ندارد اما می‌توانیم با مطمعن بگوییم که فرایند سرد شدن هسته عطارد هم چنان ادامه دارد.

آیا اندازه کوچک عطارد عادی است؟

تعداد بسیاری از سیاره‌های فراخورشیدی که در کهکشان راه شیری اشکار می‌کنیم، ابعادی زیاد بزرگ دارند؛ امکان پذیر این فکر به وجود بیاید که اندازه کوچک عطارد منحصر به منظومه خودمان است. اما به گمان زیاد علت این که سیاره‌های کوچک بسیاری در کهکشان اشکار نمی‌کنیم، این است که فناوری‌های جاری ما برای کشف سیارات فراخورشیدی فقط می‌توانند سیاره‌های بزرگ‌تر را شکار کنند.

در واقع همین اکنون نیز سیاره‌هایی به اندازه عطارد اشکار کرده‌ایم. کوچک‌ترین سیاره فراخورشیدی که می‌شناسیم سیاره «کپلر-37b» است که سال ۲۰۱۳ با منفعت گیری از تلسکوپ کپلر کشف شد. این سیاره از عطارد نیز کوچک‌تر است؛ تقریباً هم‌اندازه ماه. اما این گمان نیز وجود دارد که سیاره‌هایی زیاد کوچک‌تر نیز در کهکشان وجود داشته باشند، سیاره‌هایی که عطارد در برابر آن‌ها غول به‌ نظر برسد.

جمع‌بندی

در این مقاله، دیدیم که عطارد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی است. در حقیقت عطارد حتی از گانیمد و تایتان، قمرهای مشتری و زحل، اندازه و حجم کمتری دارد. یقیناً تا سال ۲۰۰۶، این گفتن در اختیار پلوتو می بود که امروز فقط یکی از اجرام بزرگ فرانپتونی در نظر گرفته می‌بشود.

با این که عطارد نسبتاً به ما نزدیک است، فاصله کم آن با خورشید، رصد و مطالعه این سیاره را زیاد دشوار کرده است. تعداد بسیاری از رازهای این سیاره، همانند علت کوچکی آن، هم چنان برای ما به‌صورت قطعی اشکار نیستند و برای فهمیدن زیاد تر این سیاره باید به‌دقت راه حلهای غیرمستقیم و مأموریت‌های فضایی آینده امید داشته باشیم.

سوال‌های متداول