نقش مخفی خورشید در شکل دادن به مسیرهای دنباله دار و دوش شهاب سنگ

نحوه رفتار دنباله دارها در فضا ممکن است تصادفی به نظر برسد ، اما تحقیقات جدید نشان می دهد که نظم بیشتری در پشت هرج و مرج از آنچه قبلاً اعتقاد داشت وجود دارد. یک مطالعه جدید به رهبری محققان در انستیتوی SETI نشان می دهد که بسیاری از پیچ و تاب ها و نوبت هایی که در دنباله دارها و مسیرهای شهاب سنگ آنها دیده می شود از حرکت خود خورشید ناشی می شود-نه فقط کشش سیارات.

این بینش شگفت آور تغییر می کند که دانشمندان منشأ و شکل دوش شهاب سنگ را که به زمین برخورد می کنند درک می کنند. استوارت پیلورز ، دانشمند اصلی این مطالعه گفت: “برخلاف تصور عامیانه ، همه چیز در منظومه شمسی خورشید را نمی سازد.” درعوض ، تمام سیارات – و حتی خورشید – در اطراف یک مرکز مشترک جرم ، به نام Solar System BaryCenter ، دور می شوند.

از Barycenter به عنوان نقطه تعادل منظومه شمسی فکر کنید. حتی اگر خورشید بسیار زیاد باشد ، اما هنوز در مرکز نمی نشیند. در اطراف Barycenter می چرخد ​​، که به آرامی توسط مدارهای سیارات غول پیکر مانند مشتری و کیوان می چرخد. این wobble ، هرچند کوچک ، نقش مهمی در شکل دادن به مسیرهای دنباله دارها دارد.

بیشتر مدل های منظومه شمسی خورشید را در مرکز قرار می دهند تا ریاضیات آسان تر شود. اما برای ستاره های دنباله دار با مدارهای بلند و حلقه ای – که بیش از ۲۰۰ سال طول می کشد تا برگردد – می توان نادیده گرفتن خورشید را نادیده گرفت.

ستاره های دنباله دار دوره طولانی ، بیشتر وقت خود را به دور می گذرانند و به آرامی در لبه منظومه شمسی می چرخند. اما هر چند صد سال یکبار ، آنها به سمت داخل شیرجه می زنند. هرچه به خورشید نزدیکتر می شوند ، مرکز ثقل که حاکم بر تغییرات حرکت آنها است – از Barycenter منظومه شمسی تا خود خورشید.

این تغییر فقط مسیر آنها را تغییر نمی دهد. این یک “ضربه” گرانشی به آنها می دهد.

این ضربه مانند تندرست توپ از قطار متحرک است. اگر قطار در حال حرکت باشد ، توپ متفاوت از آن است که قطار هنوز نشسته باشد. پیلورز توضیح داد: “اما قطار باید برای کار در آن حرکت کند.” به همین ترتیب ، اگر خورشید را به عنوان ثابت تصور کنید ، این تغییرات معنی ندارد. فقط هنگامی که حرکت خورشید را به حساب می آورید ، قطعات پازل شروع به جا می گیرند.

در داخل مدار مشتری ، حرکت Meteoroid تغییر می کند تا مستقیم خورشید را دنبال کند. سپس ، هنگامی که آن را به بیرون می چرخاند ، به دنبال BaryCenter باز می گردد. این سوئیچ عقب و جلو جهت و شیب مدار شهاب سنگ را تغییر می دهد. این شیفت ها باعث می شود که دنباله زباله های باقی مانده توسط ستاره های دنباله دار به آرامی از هم جدا شوند.

هنگامی که یک دنباله دار به خورشید نزدیک می شود ، گرم می شود و ذرات ریز و درشت را منتشر می کند. اینها مسیر کلی دنباله دار را دنبال می کنند و جریان های باریک را تشکیل می دهند. اما همه شهاب سنگ به همان روش حرکت نمی کند. برخی مسیرهای کوتاه تر را طی می کنند ، برخی دیگر طولانی تر. با گذشت زمان ، این تفاوت کشیده می شود و جریان را پیچیده می کند ، مانند جدا کردن رشته های یک عنکبوت.

ستاره شناس شهاب سنگ پیتر جنیسکنس ، همچنین از موسسه SETI ، در سال ۱۹۹۵ متوجه چیزی جالب شد. جریانهای شهاب سنگ در حال همگام سازی در داخل و خارج از مدار زمین بودند. این wobble عمدتاً از مدارهای بلند و آهسته مشتری و زحل آینه می کند ، که در حدود ۶۰ سال یک الگوی تکراری ایجاد می کند.

در آن سال ، Jenniskens برای مشاهده یک حمام نادر به اسپانیا سفر کرد. وی به یاد می آورد: “تمام حمام فقط ۴۰ دقیقه به طول انجامید ، اما هر دقیقه در اوج یک شهاب سنگ روشن وجود داشت.” یک شاهد گفت: “ستاره ها در نیمه شب سقوط می کنند.”

تیم تحقیقاتی می خواستند بفهمند که چرا این جریان های ذرات با گذشت زمان حرکت می کنند و پخش می شوند. مدل های قبلی نشان می داد که مسیرهای شهاب سنگ سرگردان هستند ، اما هیچ کس علت اصلی را فهمیده بود.

این مطالعه جدید نشان می دهد که با عبور هر شهاب سنگ به خورشید ، یک فشار یا کشش گرانشی کوچک به دست می آید. از آنجا که خورشید همیشه در همان نقطه در همان نقطه قرار ندارد ، هر شهاب سنگ یک ضربه کمی متفاوت به دست می آورد. این تفاوت اضافه می شود ، و جریان یک بار نازک شروع به پراکندگی می کند.

طی هزاران سال ، این پراکندگی آهسته سن جریان را نشان می دهد. Jenniskens و Pilorz از این روش برای محاسبه سنین بیش از ۲۰۰ جریان هواشناسی استفاده کردند. اینها در کتاب Jenniskens نمایش داده شد ، اطلس دوش شهاب سنگ زمین، که به عنوان فینالیست جایزه کتاب نثر ۲۰۲۵ شناخته شد.

جریان های هواشناسی از دنباله دارهای دوره ای طولانی ، روبان های کامل برای همیشه باقی نمی مانند. آنها به تدریج شکل خود را از دست می دهند ، به دلیل بخشی از موقعیت تغییر خورشید در هر برخورد. گرچه نیروهای دیگری مانند تابش خورشیدی و گرانش سیاره ای نقش دارند ، اما حرکت خورشید یک راننده کلیدی در این رقص طولانی و آهسته است.

مدارهای این جریانها با گذشت زمان یک پیاده روی تصادفی را نشان می دهند ، نوعی مانند دود که به آرامی در باد پخش می شود. تصادفی از موقعیت در حال تغییر خورشید ناشی می شود ، در حالی که یک تغییر ثابت ، به نام Precession ، ناشی از گرانش سیارات است – عمدتا مشتری و کیوان.

گفته می شود ، مگس های نزدیک با سیارات نیز می توانند اوضاع را تکان دهند. اما حتی پس از آن ، حرکت خود خورشید اغلب در هنگام تغییر طولانی مدت در جریان های دنباله دار ، عامل اصلی غالب تر است.

برای حفر عمیق تر ، محققان مدلهای رایانه ای مفصلی را اجرا کردند. آنها مسیرهای دنباله دار و بقایای آنها را برای ده ها هزار سال شبیه سازی کردند. این شبیه سازی ها آنچه را که در دوش واقعی شهاب سنگ دیده می شد ، تأیید کرد: الگوهای پخش کننده با حرکت خورشید در اطراف BaryCenter مطابقت دارد.

یک شبیه سازی دو دنباله دار را با یک مدار ۲۵۰ ساله و دیگری با مدار ۴۰۰۰ ساله مقایسه کرد. در هر دو مورد ، دنباله دارها بیشتر وقت خود را بسیار فراتر از سیارات بزرگ گذراندند. آنها فقط بازدیدهای مختصر از منظومه شمسی داخلی قابل مشاهده و فعال شدند.

با پیروی از نحوه تغییر زاویه مداری ، شیب و نزدیکترین رویکرد ، تیم می تواند الگوهای روشنی را ببیند. این “اثر انگشت” مداری به آنها اجازه می داد تا هنگام تشکیل هر جریان ، تخمین بزنند. در بسیاری از موارد ، این به معنای ردیابی جریانهایی بود که هزاران سال پیش آغاز شد.

مطالعات قبلی متوجه شده بودند که ستاره های دنباله دار بین پیروی از Barycenter و خورشید تغییر می کنند ، اما تأثیر این تغییر کاملاً درک نشده است. حال واضح است: لحظه ای که خورشید کنترل می کند و سپس اجازه می دهد دوباره به تغییرات واقعی در شکل و شیب مدار منجر شود.

این ضبط و انتشار فقط مسیر را خم نمی کند. بسته به موقعیت و سرعت خورشید در آن زمان ، انرژی را از شهاب سنگ می افزاید یا از آن جدا می شود. بیش از بسیاری از مدار ، این یک مسیر تمیز را به یک جریان مبهم تبدیل می کند.

این مطالعه همچنین نشان داد که گسترش جریان شهاب سنگ بر اساس چند بار دنباله دار در مدار رشد می کند ، نه فقط زمان گذشت. و دومین دوره دنباله دار قبل از بازگشت به عقب از خورشید می رود – “فاصله پریللیون” – کندتر گسترش می یابد.

Jenniskens و Pilorz همچنین خاطرنشان کردند که این رفتار با نوعی تصادفی کنترل شده مطابقت دارد. مانند چرخش دسته ای از تاس که در آن هر بار شانس کمی تغییر می کند ، جریان های دنباله دار به شکلی حرکت می کنند که پیش بینی آن دشوار است اما کاملاً آشوب آور نیست. در حقیقت ، محققان دریافتند که گسترش در زوایای آنها از توزیع مشهور استفاده شده در فیزیک به نام توزیع ماکسولیان پیروی می کند.

بیش از ۵۰۰ دوش شهاب سنگ روی زمین ثبت شده است و بیش از نیمی از آنها را می توان به دنباله دارها طولانی مدت ردیابی کرد. این دوش ها فقط آسمان شب را روشن نمی کنند بلکه خطرات واقعی برای فضاپیما نیز دارند. قطعات کوچک بقایای این دنباله دارها می توانند به ماهواره ها یا فضانوردان ضربه بزنند و با سرعت چشمگیر سفر کنند.

به نظر می رسد که فقط دنباله دارها با مدارهای کوتاهتر از حدود ۴۰۰۰ سال کوتاه تر به نظر می رسد که برای شناسایی ما به اندازه کافی متراکم ایجاد می کنند. اما حتی در بین آن ها ، دید هر جریان به زمان بندی بستگی دارد. از آنجا که مبهم خورشید به آرامی تغییر می کند ، برخی از دوش ها فقط در هر چند دهه یک بار ظاهر می شوند.

این مطالعه ، که در مجله ، ایکاروس منتشر شده است ، به توضیح دلیل کمک می کند. این نشان می دهد که گسترش هر جریان در هنگام هر گذر نزدیک توسط حالت خورشید شکل می گیرد. و با استفاده از ابزارهای مناسب ، دانشمندان اکنون می توانند از این داده ها استفاده کنند تا تخمین بزنند که چه مدت پیش جریان شهاب سنگ آغاز شده است ، و حتی ممکن است دنباله دار والدین را که آن را راه اندازی کرده است پیدا کنید.