آیا ممکن است سیاره زهره قمر خودش را بلعیده باشد؟

دانشمندان شاید سرانجام دلیل بی‌قمر بودن زهره، سیاره همزاد زمین را پیدا کرده باشند. براساس یافته‌های جدید، داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی ممکن است خودش قمر طبیعی‌اش را از بین برده یا عبارت دقیق‌تر، «بلعیده» باشد.

زهره به‌دلیل اندازه، جرم، ترکیب سنگی و فاصله‌اش از خورشید، اغلب همزاد زمین نامیده می‌شود؛ اما این دو سیاره تفاوت‌های چشمگیری هم دارند. دمای سوزان زهره با توانایی ذوب سرب، فشار سطحی فوق‌العاده زیاد، بادهای شدید و پرسرعت و ابرهای اسید سولفوریک، از جمله مهم‌ترین تفاوت‌های زمین و زهره هستند.

بااین‌حال، شاید کلیدی‌ترین تفاوت که از فاصله دور نیز به چشم می‌خورد این است که زمین همراهی دائمی به نام ماه دارد، درحالی‌که زهره فاقد قمر است. در واقع، تنها سیاره‌های منظومه شمسی که قمر ندارند، زهره، دومین سیاره از خورشید، و عطارد، نزدیک‌ترین سیاره به خورشید هستند.

دانشمندان از سال‌ها پیش درباره این پرسش بحث می‌کنند که آیا زهره از ابتدا بدون قمر بوده یا اینکه زمانی قمر داشته و به‌نحوی آن را از دست داده است. اکنون گروهی از پژوهشگران شاید به پاسخ این پرسش رسیده و سرنوشت احتمالی قمری فرضی را که زمانی به دور زهره می‌چرخیده، مشخص کرده باشند.

استیون کین، پژوهشگر دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و سرپرست گروه پژوهشی به اسپیس‌دات‌کام گفت: «من همیشه مجذوب شکل‌گیری و تکامل قمرها در منظومه شمسی، به‌ویژه زهره بوده‌ام؛ زیرا پژوهش من بر تکامل این سیاره و احتمال سکونت‌پذیری آن در گذشته متمرکز است. زهره همزاد زمین است و هر دو تقریباً از نظر اندازه، جرم و ترکیب یکسان هستند. بااین‌حال، زمین یک ماه بزرگ دارد، درحالی‌که زهره اصلاً قمر ندارد؛ حتی یک قمر کوچک به‌دام‌افتاده هم ندارد.

کین افزود: «بدون تردید زهره مثل زمین برخوردهای فراوانی را تجربه کرده؛ بنابراین فرصت کافی و چه بسا بیشتر از زمین برای شکل‌گیری قمری مشابه ماه ما داشته است.» با همین فرض، کین و همکارانش یک شبیه‌سازی اجرا کردند تا دریابند که قمر احتمالی در اطراف زهره چه سرنوشتی می‌توانست داشته باشد.

گروه پژوهشی کشمکش گرانشی میان زهره، یک قمر فرضی و خورشید را مدل‌سازی و تکامل این سامانه را در بازه‌ای چندمیلیاردساله دنبال کرد.

درنظر گرفتن حالات مختلف با این هدف انجام شد که نتیجه‌گیری‌ها به یک مجموعه فرضیات خاص وابسته نباشند. پژوهشگران دریافتند که در بیشتر حالت‌ها، قمر زهره برخلاف ماه زمین نمی‌توانست با خیال راحت به سمت بیرون مهاجرت کند. در عوض، مدل‌سازی نشان داد که چنین قمری سرانجام جهت حرکتش را معکوس می‌کرد و با حرکت مارپیچی به سمت سیاره کشیده می‌شد تا جایی که گرانش سیاره آن را متلاشی کند.

کین و همکارانش همچنین دریافتند که حتی اندازه بسیار بزرگ هم نمی‌توانست بقای قمر زهره را تضمین کند. کین افزود: «یکی از نکات جالب این است که قمر سنگین‌تر سریع‌تر نابود می‌شود؛ زیرا قمر پرجرم، انرژی چرخش زهره را آن‌قدر بهینه تخلیه می‌کند که به تسریع نابودی خودش منجر می‌شود.»

اما آیا شرایطی وجود داشته که قمر زهره بتواند از سرنوشت مرگبار جان سالم به در ببرد؟

کین گفت: «بقا به دو عامل اصلی بستگی داشت: زهره هنگام شکل‌گیری قمر باید با سرعت زیادی می‌چرخید و طول شبانه‌روزش باید کمتر از حدود ۱۲ ساعت می‌بود. همچنین قمر نباید بیش از حد پرجرم می‌بود و جرمش حداکثر می‌توانست تقریباً به اندازه ماه ما باشد. در این محدوده باریک، قمر به سمت بیرون مهاجرت می‌کند و پایدار می‌شود؛ تقریباً همان‌طور که ماه زمین چنین مسیری را طی کرده است. خارج از این محدوده، قمر متأسفانه محکوم به بلعیده‌شدن توسط زهره است.

«بنابراین، قمر باقی‌مانده باید اندازه‌ای متوسط داشته و به دور زهره‌ای جوان و با چرخش سریع می‌چرخیده است؛ شرایطی که با تصور ما از وضعیت زهره در دوران اولیه شکل‌گیری‌اش همخوانی ندارد.»

شاید هیچ‌گاه نتوانیم با قطعیت بفهمیم که آیا زهره واقعاً قمر خودش را نابود کرده است یا نه؛ چراکه کین معتقد است جمع‌آوری شواهد مستقیم از طریق رصدهای نجومی بسیار دشوار خواهد بود. به‌گفته کین، قمری که میلیاردها سال پیش از بین رفته باشد، احتمالاً رد مستقیم بسیار اندکی به جا گذاشته که به راحتی قابل شناسایی نیست.

بااین‌حال، راه‌های غیرمستقیمی وجود دارد. برای مثال، اگر قمر نابود شده و بقایای آن روی زهره ریخته باشند، ممکن است ردپای شیمیایی مشخصی در سطح یا جو سیاره بر جای مانده باشد. مأموریت‌های آینده به زهره، از جمله کاوشگر داوینچی ناسا که نام کامل آن «بررسی گازهای نجیب، شیمی و تصویربرداری از جو عمیق زهره» است، ترکیب جو این سیاره را با جزئیات بررسی خواهند کرد.»

اگر مأموریت‌هایی مانند داوینچی بتوانند به درک بهتر ساختار درونی زهره کمک کنند، مدل‌هایی مانند نمونه به‌کاررفته در پژوهش کین و همکارانش نیز دقیق‌تر خواهند شد؛ زیرا نتایج چنین مدل‌هایی به ویژگی‌های درونی زهره وابسته‌اند؛ خصوصیاتی که در حال حاضر شناخت چندان دقیقی از آن‌ها نداریم.

کین گفت: «آزمون گسترده‌تری هم خارج از منظومه شمسی وجود دارد. نتایج ما پیش‌بینی می‌کنند که سیاره‌های مشابه زهره و با چرخش آهسته در اطراف ستاره‌های دیگر، عموماً نباید قمرهای بزرگی داشته باشند. بنابراین، با آغاز جست‌وجوی قمرها در اطراف سیاره‌های فراخورشیدی، این پیش‌بینی در نهایت می‌تواند با داده‌های واقعی مقایسه و آزمایش شود.»

کین گفت: «پیامدهای متعددی در پژوهش ما وجود دارد که دوست دارم آن‌ها را بیشتر بررسی کنم. یکی از این موارد، آثار ترکیبی و جوی رویداد بلعیده‌شدن قمر توسط زهره است که شاید همین حالا هم بتوان آن‌ها را آزمایش کرد. همچنین می‌خواهم آثار مشابه را در عطارد و مریخ بررسی کنم و مطالعات بیشتری روی نمونه‌های سیاره‌های فراخورشیدی انجام دهم؛ مکان‌هایی که ممکن است چنین سناریوهایی از برخورد و نابودی قمر را تجربه کرده باشند.»

پژوهش هنوز داوری همتا نشده و به‌صورت پیش‌انتشار در پایگاه داده آرکایو در دسترس است.