کشف یک قمر جدید نپتون که بازمانده برخوردی باستانی است

همزمان با یافتن موقعیت دقیق مدار قمر کوچک تازه کشف‌شده‌ی نپتون و ریشه‌ی احتمالی آن از سوی اخترشناسان، این سنگ فضایی کوچک در معرض توجه شفاف‌تری قرار گرفته است. وجود این قمر،‌ احتمال این را تقویت می‌کند که جهان‌های کوچک به‌مراتب بیشتری در اطراف نپتون وجود داشته باشند که هنوز آن‌ها را کشف نکرده‌ایم.

اخترشناسان ابتدا در سال ۲۰۱۳ با جستجوی دقیق تصاویر نپتون که توسط تلکسوپ فضایی هابل ناسا ثبت شده بودند، قمر کوچک نپتون را شناسایی کردند. این کشف اکنون به‌صورت غیررسمی جهان هیپوکامپوس نامیده می‌شود؛ نامی که در اسطوره‌های یونانی به یک هیولای اسب‌مانند اشاره دارد. این عنوان به‌خوبی با اسامی سایر ۱۳ قمر نپتون که نام تمامشان از روی خدایان یونانی پهنه‌های آبی گرفته شده است، تناسب دارد.

هیپوکامپوس به‌عنوان یک قمر، اندازه‌ی بسیار کوچکی دارد؛ قطر آن از ۳۴ کیلومتر تجاوز نمی‌کند که تقریبا به اندازه‌ی یک کلان‌شهر عمده محسوب می‌شود. اندازه‌ی منحصربه‌فرد این قمر، مطالعه‌ی آن را از روی زمین به‌شدت دشوار می‌کند. اما با کمک مشاهدات بیشتر از سوی هابل، اخترشناسان توانستند این قمر بسیار کوچک را در طول چند سال گذشته ردیابی و جزییات بررسی خود را طی مقاله‌ای تازه در ژورنال نیچر منتشر کنند. بهره‌گیری از هابل به پژوهشگران امکان داد تا بزرگی این قمر و همچنین مسیر دقیق آن را به دور نپتون مشخص کنند. مارک شووالتر، پژوهشگر ارشد در سازمان پژوهشی SETI Institute و مولف اصلی مقاله‌ی نیچر که هیپوکامپوس را کشف کرد، به خبرگزاری ورج گفت:

ما تجزیه‌وتحلیل کاملی انجام داده‌ایم و در نتیجه به‌طور دقیق نحوه‌ی حرکت این جرم را می‌دانیم.

ما اکنون مدار این قمر را به اندازه‌ای می‌شناسیم که مکان آن را در هر کدام از تصاویر وویجر پیش‌بینی کنیم. و معلوم شد که معدود تصاویر نزدیکی وجود داشته است؛ اما قمر صرفا هرگز کاملا در مکان درست و در زمان درست در معرض دید دوربین‌های وویجر قرار نداشت.

تصویری اولیه از هیپوکامپوس که در سال ۲۰۰۴ توسط تلکسوپ فضایی هابل به ثبت رسید

شناسایی هیپوکامپوس اکتشاف غیرمنتظره‌ای بود. در سال ۲۰۱۳، شووالتر به‌منظور مطالعه‌ی ویژگی‌های غیرطبیعی اطراف نپتون که با عنوان کمان‌ها شناخته می‌شوند، در حال بررسی دقیق تصاویر هابل بود. این کمان‌ها حلقه‌هایی نازکی همانند کمان‌های اطراف زحل هستند که در سرتاسر مسیر به دور نپتون به یکدیگر متصل نمی‌شوند. مشکل موجود در رابطه با مطالعه‌ی حلقه‌های نپتون این است که بسیار کم‌نور هستند و حرکت بسیار سریعی دارند و این دو ویژگی، ثبت آن‌ها را با دوربین‌های روی زمین دشوار می‌کند. تصاویر با نوردهی طولانی که نور اضافی را وارد می‌کنند، درنهایت کمان‌ها را در معرض دید بهتر قرار دادند.

درنهایت، ترفند جالبی به ذهن شووالتر خطور کرد. او در اصل تصاویر مختلف از تلکسوپ هابل را با یکدیگر ترکیب و برای جبران حرکت آن‌ها را اصلاح کرد. در نتیجه، حاصل کار به‌گونه‌ای شد که انگار هابل کمان‌ها را در حین حرکتشان دنبال کرده بود. هنگامی که شووالتر این کار را انجام داد، متوجه نقطه‌ی بسیار ریزی شد که به‌طور مرتب در تمام تصاویر ظاهر می‌شد. پس از نگاه نزدیک‌تر، وی دریافت که این نقطه یک قمر است.

از آن زمان تاکنون هدف، دستیابی به درکی بسیار بهتر از این سنگ کوچک بوده است. شووالتر و تیم او اکنون براساس مدار هیپوکامپوس، تصور بسیار خوبی از محل پیدایش این قمر دارند. مدار هیپوکامپوس، این قمر را به نزدیکی قمر بسیار بزرگ‌تر نپتون به‌نام پروتئوس می‌آورد که ۲۰۹ کیلومتر پهنا دارد. شووالتر براساس تجزیه‌وتحلیل‌ها بر این باور است که هیپوکامپوس احتمالا تکه‌ای از پروتئوس است که میلیاردها سال پیش به‌دلیل برخورد یک دنباله‌دار درحال عبور، از این قمر جدا شده است. او گفت:

اکنون ما نمونه‌ای کاملا واقعی را از تاثیر اصابت یک دنباله‌دار به یک قمر مشاهده می‌کنیم. در مورد پروتئوس، برخورد دنباله‌دار به‌کلی موجب تکه‌تکه شدن این قمر نشد؛ اما قطعه‌ای از آن را جدا کرد که ما اکنون آن را به‌عنوان هیپوکامپوس مشاهده می‌کنیم.

این نسخه از داستان پیدایش هیپوکامپوس از سوی موقعیت‌های اقمار نسبت به یکدیگر و نپتون پشتیبانی شده است. هیپوکامپوس و پروتئوس اکنون در یک نقطه قرار ندارند؛ زیرا پروتئوس به‌صورت بسیار آهسته‌ای از نپتون دور می‌شود. پروتئوس همچون قمر زمین، یک قفل کشندی را نسبت به نپتون ایجاد کرده است و این اثر متقابل، دور شدن پیوسته‌ی قمر را به‌دنبال دارد. در نتیجه، ۴ میلیارد سال پیش، در هنگام پیداش منظومه‌ی شمسی، پروتئوس احتمالا نزدیک به ۱۰ هزار کیلومتر نزدیک‌تر از مکان فعلی‌اش به نپتون بود. شووالتر می‌گوید:

اگر امروز منظومه را نظاره کنید و به ۴ میلیارد سال قبل بازگردید، هیپوکامپوس و پروتئوس را به‌صورت ناگهانی چسبیده به یکدیگر مشاهده خواهید کرد.

شووالتر می‌گوید:

من گمان می‌کنم وقتی آن روز فرابرسد که ناسا و سازمان فضایی اروپا، فضاپیمایی را به سمت نپتون ارسال و این سامانه را از فاصله‌ای بسیار نزدیک‌تر مطالعه کنند، چندین قمر بیشتر کشف خواهند شد. اما ما احتمالا در انجام این کار از روی زمین با محدودیت مواجه هستیم.