ההתרסקות הקדומה על מאדים

למאדים תשעה אסטרואידים טרויאנים, שהם גופים סלעיים המקיפים את השמש במסלול ומהירות דומים לכוכב הלכת. תצפיות שנערכו לאחרונה על ידי חוקרים ישראלים ואמריקנים - ביניהם פרופ' עודד אהרונסון וד"ר דוד פולישוק ממכון ויצמן, הראו שהרכבם של חלק מאסטרואידים אלו קרוב מאוד להרכבם של כמה מהמכתשים הגדולים (basins) על מאדים. במאמר שמתפרסם הערב (יום ב') במגזין היוקרתי Nature Astronomy, מציעים החוקרים שמאדים נפגע בעברו על ידי גוף גדול שניתץ חלק מהקרום שלו וזרק לחלל סלעים גדולים - מה שהופך אותם לאסטרואידים המוכרים הראשונים שנוצרו בכוכב לכת. מאדים קיבע את מסלולם של אסטרואידים אלו בשלב מאוחר כאשר התחוללו שינויים במסלולו, בשלהי היווצרות מערכת השמש.

עוד כתבות באתר מדע גדול, בקטנה

הידעת? מין חדש של נמלה נקרא על שם הלהקה המפורסמת "רדיוהד"

תמונת השבוע: זו לא פנדה - זה עכביש!

ראיון בלעדי עם פרופ' סטיבן ויינברג

לדף הפייסבוק מדע גדול, בקטנה

לכל כוכב לכת המקיף את השמש יש חמש נקודות לגראנז'; נקודות בהן כוחות הכבידה של השמש וכוכב הלכת וכן הכוח הצנטריפוגלי מאפסים זה את זה. כתוצאה מכך, גוף שימצא עצמו בנקודת לגראנז' עם מהירות נמוכה ישאר תקוע בה לנצח - או לפחות עד שמשהו יבעט אותו החוצה. שתיים מנקודות לגראנז' (מכונות גם L4 ו-L5) הן נקודות בעלות שיווי משקל יציב, ושלוש מהן (מכונות גם L1, L2, ו-L3) הן נקודות בעלות שיווי משקל בלתי-יציב.

כדי להבין מהי נקודת שיווי משקל יציב, דמיינו כדור פינג-פונג הניצב בתחתית קערת סלט. בתחילה, נמצא הכדור בשיווי משקל; הוא לא יזוז עד שנפעיל עליו כוח. אם נכה בכדור קלות, הוא יטפס מעט במעלה מדרון הקערה ויתדרדר בחזרה מטה עד שינוח שוב בתחתיתה. כדי להבין מהי נקודת שיווי משקל שאינו יציב, הפכו את קערת הסלט על פיה והציבו את הכדור בראשה. גם כעת הכדור לא יזוז ממקומו כל עוד לא נדחוף אותו. אולם, ברגע שנעשה זאת, יתדרדר הכדור מראש הגבעה ויאבד את שיווי המשקל שלו.

חלק מהגופים שנוטים למצוא עצמם בנקודות לגראנז' יציבות הם אסטרואידים; גופים סלעיים הקטנים בהרבה מכוכבי הלכת. רוב האסטרואידים מרוכזים בחגורה הנמצאת בין מאדים לצדק, אך חלק קטן מהם נודד במערכת השמש. לעיתים, ימצאו עצמם האסטרואידים האיטיים יותר תקועים בשתי נקודות לגראנז' היציבות של כוכבי הלכת. אסטרואידים אלו כונו במקור "טרויאנים" ו"יוונים", על שם שני מחנות הצבאות המיתולוגיים. כיום התקבע כינוי זהה לשתי הקבוצות: אסטרואידים טרויאנים. למשל, כוח המשיכה האדיר של כוכב הלכת צדק גורם לכך שנקודות לגראנז' היציבות שלו גדולות באופן יחסי ויכולות להכיל גופים רבים.

קריוסיטי על מאדים. ארכיון(צילום: נאס"א)

אבל לא רק צדק יכול; גם כוכבי לכת קטנים יותר כמו מאדים לוכדים לעיתים אסטרואידים בנקודות לגראנז' שלהם. עד היום, התגלו תשעה אסטרואידים טרויאנים לכוכב הלכת מאדים. שבעה מתוך תשעת האסטרואידים הללו שייכים לצבר המכונה "צבר יוריקה" - שיתכן שהיה פעם גוף אחד שהתפרק כתוצאה מסיבוב מהיר סביב צירו.

באמצעות תצפיות טלסקופ, מצאו חוקרים ישראלים ממכון ויצמן שהאסטרואידים הטרויאנים מצבר יוריקה מורכבים בעיקר ממינרל בשם אוליבין. אוליבין מתגבש במעמקי האדמה, בלחץ ובטמפרטורה גבוהים, ולכן יכול להיווצר רק בגופים גדולים כמו כוכבי הלכת הארציים. אסטרואידים העשויים מאוליבין הם נדירים מאוד. לפיכך, מציעים החוקרים, ייתכן שהאסטרואידים הטרויאנים של מאדים הגיעו ממאדים עצמו.

באמצעות סימולציות מחשב מצאו החוקרים שהסיכוי שאסטרואידים בעלי הרכב דומה ימצאו עצמם באופן מקרי בנקודת לגראנז' של מאדים הוא נמוך מאוד. לעומת זאת, תסריט שבו התרסק גוף גדול על מאדים התגלה כסביר הרבה יותר - ומכתשי פגיעה ענקיים בפני השטח של מאדים מעידים על כך.

במאמר, מעלים החוקרים את האפשרות שבעבר פגע גוף שקוטרו כאלף ק"מ (כפעמיים אורכה של מדינת ישראל) במאדים והתיז חתיכות מהקרום שלו שעפו לסביבת כוכב הלכת. כדי שסלעים אלו ילכדו בנקודות לגראנז' של כוכב הלכת היה עליהם לאבד את האנרגיה הקינטית שלהם. אחת הדרכים בהם יכולים הגופים להיתפס על ידי מאדים היא נדידה פלנטרית; תהליך בו משנים כוכבי הלכת את מרחקם מהשמש בקפיצות קטנות על ידי פיזור, או דחיפה, של גופים קטנים מהם.

כעת, ינסו החוקרים לתארך את זמן פגיעת הגוף הגדול במאדים ואת תקופת הנדידה שלו. פגיעות גדולות של גופים ונדידה פלנטרית יכולות להשפיע רבות על אקלים כוכב הלכת ועל התפתחותו. מחקרים אלו ואחרים יעזרו לנו, בין השאר, להבין כיצד התפתחה מערכת השמש הפנימית; ואולי גם ישפכו אור על ההתרחשויות בפלנטה שלנו, כדור הארץ, במאות-מיליוני השנים הראשונות לאחר היווצרותו.

למחקר המלא: https://www.nature.com/articles/s41550-017-0179