فوران هاي خورشيدي و اثرات آن

روي پشت بام دراز كشيده ايد و صورت هاي فلكي مختلف آسمان را نظاره مي كنيد. به ناگاه شهاب درخشاني پديدار مي شود، به سمت افق حركت مي كند، و سپس پشت كوه هاي اطراف ناپديد مي شود. شايد تكه سنگي از اين نمايش مهيج و البته داغ جان سالم به در ببرد و در كنار ديگر سنگ هاي معمول زميني تا ساليان دراز باقي بماند.
اين «تكه سنگ ها»، كه شهاب سنگ ناميده مي شوند، مسافراني از ماوراي جوّ زمين اند كه پس از سفري دور و دراز راه شان را به سوي سياره ي ما كج كرده اند.
اگر شهاب سنگي شانس اين را داشته باشد كه به دست پژوهش گران بيفتد، به روش هاي گوناگون كالبد شكافي و بررسي مي شود تا منشأ آن و مدت زمان سفر فضايي اش مشخص شود.
بررسي منظم شهاب سنگ ها از قرن نوزدهم شروع شد؛ از زماني كه متخصصان با طبقه بندي آن ها سعي داشتند كه هر كدام از اين اجرام را در دسته اي جداگانه قرار بدهند. اين دسته بندي ها با پيشرفت روش هاي آزمايشگاهي رفته رفته دقيق تر شد، تا جايي كه امروز حتي شهاب سنگ هاي اجرام گوناگون آسماني نيز به گروه هاي مختلفي تقسيم بندي مي شوند.
تقسيم بندي شهاب سنگ ها در گروه هاي مختلف ديگر چالش مهمي در اين علم به شمار نمي رود بلكه بحثي كه امروز در شهاب سنگ شناسي مطرح است، بررسي منشأ هر سنگ و ارتباط آن با شهاب سنگ هاي ديگر است. بر روي زمين، سنگ شناسان براي درك ارتباط ميان دو نوع سنگ آذرين مختلف به صحرا مي روند و با بررسي دقيق منطقه ديدي كلي به دست مي آوردند، سپس در آزمايشگاه با بهره گيري از روش هاي دقيق ژئوشيميايي ارتباط اين دو را مشخص مي كنند. اما در مورد شهاب سنگ ها قضيه كمي متفاوت است؛ ما به توده ي اصلي سنگ در فضا دسترسي نداريم و دانسته هاي ما محدود به اطلاعاتي است كه چند فضاپيمايي، كه رهسپار اجرام مختلف شده اند، براي مان مخابره كرده اند.

منشأ شهاب سنگ ها را مي توان به سياره ها و قمرهاي آن ها،‌ دنباله دارها،‌ و سيارك ها ربط داد. در اين ميان، بيشتر شهاب سنگ ها از سيارك ها به سمت زمين مي آيند و نمونه هاي شهاب سنگي كه منشأ سياره اي و اقماري دارند، فقط محدود به چند شهاب سنگ مريخي و شهاب سنگ هاي كُره ي ماه است. شهاب سنگ هاي حاصل از دنباله دارها نيز شناخته شده نيستند و در چند نمونه اي هم كه در گذشته به اين اجرام ارتباط داده مي شد، شواهدي وجود دارد كه خاستگاه سياركي را براي شان نشان مي دهد.
منشأ اصلي شهاب سنگ هاي حاصل از سيارك ها در فاصله ي ميان مدار مريخ و مشتري، يعني كمربند سيارك ها، قرار دارد. منطقه اي متشكل از ميليون ها ميليون تكه سنگ كه در فاصله ي 2 تا 4 واحد نجومي به دور خورشيد مي گردند و بعضي از آن ها بر اثر تأثيرات گرانشي و برخوردها به سمت مناطق داخلي تر منظومه رانده مي شوند.
در مورد منشأ اين كمربند با تكه سنگ هاي فراوان نيز جاي سؤال بسيار است؛ زماني تصور مي شد كه اين ها باقي مانده هاي متلاشي شدن سياره اي بزرگ اند كه در اين منطقه به دور خورشيد حركت مي كرده و بعدها بر اثر تأثيرات گرانشي قوي حاصل از سياره ي مشتري از بين رفته است. اما امروز باورمان بر اين است كه اين اجرام بازمانده هاي مواد تشكيل دهنده ي منظومه ي شمسي و سياره ها هستند كه امكان پيوستن به سياره هاي ديگر يا يكديگر را براي تشكيل اجرام بزرگ تر پيدا نكرده اند. گروهي نيز اعتقاد دارند كه در منطقه اي كه امروز كمربند سيارك ها قرار دارد، حدود 17 جرم كوچك قرار داشته اند كه به علتي به اين قطعات كوچك تر تبديل شده اند.
شناختن سيارك ها از مهم ترين اهداف سازمان هاي فضايي از گذشته بوده است. بررسي سيارك هاي گاسپرا، آيدا، اروس، ماتيلده، لوتتيا،‌ ايتوكاوا، و اكنون هم سيارك هاي وستا و سياره ي كوتوله ي سِرِس، كه در پروژه ي سپيده دم ناسا انجام خواهد گرفت،‌ نمونه اي از اين تلاش ها به شمار مي رود.
با شناختن سيارك ها، مي توانيم به سؤالات مان درباره ي پيدايش منظومه شمسي، منشأ شهاب سنگ ها، و ارتباط ميان آن ها پي ببريم. علوم شناخت شهاب سنگ ها و شناخت سيارك ها به قدري به يكديگر مربوط هستند كه با بررسي شهاب سنگ ها مي توانيم پيش بيني هايي درباره ي جنس و شكل احتمالي سطح سيارك به دست بياوريم. جرقه ي اين گونه بررسي ها حدود 30 سال پيش زده شد؛ زماني كه پژوهش گران مؤسسه ي ژئوفيزيك و سياره شناسي دانشگاه هاوايي متوجه شباهت بسيار ميان طيف گرفته شده از سيارك وستا و گونه اي از شهاب سنگ هاي آكندريت شدند. اين نشان مي داد كه سيارك وستا ممكن است منشأ اين گونه شهاب سنگ ها باشد.

بررسي هاي بيشتر بر روي وستا، كه سياركي بزرگ و درخشان است، ادامه يافت و مشخص شد كه نور اين سيارك به هنگام گردش به دور خود كم و زياد مي شود و آن طور كه قبلاً‌ تصور مي شد، اين سيارك چندان هم از لحاظ توپوگرافي و جنس همگن نيست. شهاب سنگ هايي كه به وستا نسبت داده مي شدند (انواع اوكريت،‌ هاوارديت و ديوژنيت) آثاري از برخوردي سهمگين در گذشته ي اين سيارك را نشان مي دادند. تا اين كه گودال حاصل از اين برخورد در تصاويري كه تلسكوپ فضايي هابل 15سال پيش تهيه كرد، ديده شد؛ گودالي برخوردي به قطر نزديك به 460 كيلومتر كه در قطب جنوب اين سيارك 530 كيلومتري قرار دارد!
مورد جالب ديگري كه شهاب سنگ هاي حاصل از وستا نشان مي دهند جنس و سنگ شناسي خاص آن هاست كه شباهت بسياري با سنگ هاي آتشفشاني بازالتي، يكي از سنگ هاي فراوان در سطح زمين، از خود نشان مي دهند. شايد اين نشانه اي از فعاليت هاي آتشفشاني در گذشته ي اين سيارك باشد كه داده هاي حاصل از مدارگرد سپيده دم به آن پاسخ خواهند داد.
در طبقه بندي هاي سنتي، كه براي شهاب سنگ ها صورت گرفته است، سه گروه اصلي شامل شهاب سنگ هاي آهني، سنگي و سنگي - آهني وجود دارند. در تصوير مقابل، جايگاه هر كدام از اين سنگ ها در سياركي فرضي،‌ كه در آن تفكيك مواد رخ داده است و مواد چگال مانند آهن، نيكل و عناصر گروه پلاتين در مركزش قرار گرفته اند،‌ ديده مي شود.
اعتقاد بر اين است كه شهاب سنگ هاي آهني در نواحي مركزي و هسته ي سيارك متمركزند، شهاب سنگ هاي سنگي در مناطق بيروني تر سيارك قرار دارند، و جايگاه شهاب سنگ هاي سنگي - آهني در حدّ فاصل اين دو است كه به مقادير نسبتاً‌ مساوي در سنگ پخش شده اند. در برخي از سيارك ها نيز اين تفكيك صورت نگرفته و مواد به صورت درهم در كلّ جرم پخش شده اند.
بهترين ابزار براي بررسي قرابت شهاب سنگ ها با سيارك ها، طيف سنجي است. نور خورشيد پس از برخورد به سطح سيارك، به سمت طيف سنج بازتاب مي شود. در اين ميان، با توجه به كاني شناسي سنگ هاي سطح سيارك، باندهاي مختلف در طيف جذب يا بازتاب مي شوند. با مقايسه ي طيف هر شهاب سنگ، كه در آزمايشگاه تهيه شده است، با طيف حاصل از سيارك مي توان بررسي هايي را انجام داد.

در شكل زير، طيف سيارك هاي مختلف،‌ كه با تلسكوپ هاي زميني تهيه شده اند، با شهاب سنگ هايي از گروه هاي مختلف مقايسه شده است. خطوط ممتد طيف سيارك ها و خطوط نقطه چين طيف شهاب سنگ ها را مشخص مي كنند. همان طور كه مشخص است، طيف شهاب سنگ هاي اوكريت خيلي شبيه به طيف حاصل از سيارك وستا است و طيف شهاب سنگ هاي كندريت كربن دار شباهت بسياري به طيف حاصل از سياره ي كوتوله ي سرس دارد.
وستا و سرس به علت داشتن اندازه ي بزرگ و ويژگي هاي جالب توجه در چند سال اخير در كانون توجه قرار گرفته اند. همان طور كه قبلاً‌ نيز گفته شد، شهاب سنگ هاي وستا به سه شكل ديده مي شود كه به اختصار HED خوانده مي شود. شهاب سنگ هاي ديوژنيت شباهت بسياري به سنگ هاي جبّه ي بالايي سياره ي زمين دارند و به احتمال بسيار بر اثر برخوردي سهمگين در گذشته ي وستا، قطعات اين سنگ ها از سيارك كنده شده، و سپس به شكل شهاب سنگ به زمين رسيده اند. گروه ديگر شهاب سنگ هاي وستا،‌ اوكريت ها هستند كه فراوان ترين آكندريت ها نيز به حساب مي آيند. اوكريت ها خيلي شبيه به سنگ هاي بازالتي اند و آثار فراوان شكستگي و برخورد را نشان مي دهند. هاوارديت نيز سومين گونه ي شهاب سنگ هاي متعلق به وستا هستند كه مخلوطي درهم از قطعات شكسته و خردشده ي ديوژنيت و اوكريت است. احتمالاً هاوارديت نمونه اي از رگوليت است. رگوليت،‌ كه بر روي سطح ماه و سيارك ها وجود دارد، در اثر برخوردهاي مكرّر اجرام ريز و درشت به سطح سنگ ها پديد مي آيد و مي توان گفت خاكي است كه در محيط هايي بدون جوّ متمركز و بدون سپر ايجاد مي شود. اين نوع خاك به صورت مخلوطي از قطعات ريز و درشت و گوشه دار است كه به شكل پتويي در مناطق پست و روي سنگ ها گسترده شده است.
بزرگ ترين گروه سيارك ها،‌ گروه C يا سيارك هاي كربن دار كه در رأس آن ها سِرس جاي دارد، ويژگي بسيار جالبي را از خود نشان مي دهند و آن، جذب نور در باند 3 ميكرومتر است كه نشان از حضور آب و كاني هاي آب دار در آن هاست.

شهاب سنگ هاي كندريت كربن دار كاني هاي رُسي و ديگر كاني هاي ورقه اي سيليكاتي را در خود دارند كه يكي از عوامل ايجاد جذب در اين ناحيه از طيف است. اين كاني ها بر اثر دگرساني در حضور آب ايجاد مي شوند و حضور اين كاني ها فرض وجود آب در سِرس را مطرح مي كند. بر اساس مدل ها فرض مي شود كه ميان لايه ي رويي سيارك و هسته ي سنگي، لايه اي متشكل از آب و يخ وجود دارد كه عامل اين دگرساني ها و ايجاد شدن كاني هاي رُسي در اين نوع شهاب سنگ ها است.
اما برخي از شهاب سنگ هاي كندريت كربن دار، علاوه بر داشتن كاني هاي رُسي، تركيبات پيچيده و جالب آمينواسيد نيز در خود دارند! آمينواسيدها از بلوك هاي سازنده ي حيات به شمار مي روند و حضورشان در اين اجرام آسماني، اين فرضيه را مطرح كرده كه مواد اوليه براي پيدايش حيات در سياره ي ما از ماوراي جوّ تأمين شده است.
فضاپيماي سپيده دم پس از بررسي وستا به مدت يك سال به سمت سرس خواهد رفت تا براي نخستين بار داده هاي واضحي را از اين جرم به ما ارايه دهد.
درباره ي شهاب سنگ هاي آكندريت HED و كندريت هاي كربن دار مطالبي گفتيم اما اين شهاب سنگ ها نسبت به بقيه چندان فراوان نيستند. به نظر شما بيشترين تعداد شهاب سنگي كه به زمين مي رسد، متعلق به كدام گروه است؟ آهني ها؟ خير، اشتباه مي كنيد!‌ شهاب سنگ هاي كندريتي معمولي بيش از 90 درصد شهاب سنگ هايي را كه به زمين سقوط كرده اند تشكيل مي دهند و رتبه ي نخست را دارند. اما به سبب شباهت هايي كه به برخي از سنگ هاي زميني دارند، پس از سقوط تشخيص دادن آن ها دشوار است. بنابراين، شهاب سنگ هاي آهني بيشترين تعداد شهاب سنگ هاي كشف شده را دارند.

شهاب سنگ هاي كندريتي با توجه به درصدهاي مختلف فلز دسته بندي مي شوند. شهاب سنگ هاي نراق و شهداد جزء اين گروه از شهاب سنگ ها هستند. گروه ديگر شهاب سنگ ها، كه در بيشتر موزه هاي تاريخ طبيعي آن ها را مي بينيد و شكل هاي شاخص و جالبي دارند، شهاب سنگ هاي آهني اند كه منشأ اصلي آن ها سيارك هاي گروه M فرض مي شوند. سطح رويي اين سيارك ها بر اثر برخوردها روبيده شده،‌ و فقط هسته ي فلزي آن ها باقي مانده است كه اين قطعات را به سمت زمين مي فرستد. جنس اين شهاب سنگ ها يكي از علت هايي بود كه زمين شناسان قديمي تركيب هسته ي زمين را چيزي مشابه اين ها مي دانستند.
شهاب سنگ ها نمونه هاي بسيار باارزشي هستند كه بدون هيچ هزينه اي و رايگان براي بررسي در اختيار زمينيان قرار مي گيرند و شواهدي از پيدايش و تكوين منظومه ي شمسي در خود دارند كه با پژوهش هاي متخصصان در آينده بيشتر كشف خواهند شد.
منبع : نشريه ي نجوم، شماره ي 209