كشف يك قمر جديد نپتون كه بازمانده برخوردي باستاني است
همزمان با يافتن موقعيت دقيق مدار قمر كوچك تازه كشف‌شده‌ي نپتون و ريشه‌ي احتمالي آن از سوي اخترشناسان، اين سنگ فضايي كوچك در معرض توجه شفاف‌تري قرار گرفته است. وجود اين قمر، احتمال اين را تقويت مي‌كند كه جهان‌هاي كوچك به‌مراتب بيشتري در اطراف نپتون وجود داشته باشند كه هنوز آن‌ها را كشف نكرده‌ايم.
اخترشناسان ابتدا در سال ۲۰۱۳ با جستجوي دقيق تصاوير نپتون كه توسط تلكسوپ فضايي هابل ناسا ثبت شده بودند، قمر كوچك نپتون را شناسايي كردند. اين كشف اكنون به‌صورت غيررسمي جهان هيپوكامپوس ناميده مي‌شود؛ نامي كه در اسطوره‌هاي يوناني به يك هيولاي اسب‌مانند اشاره دارد. اين عنوان به‌خوبي با اسامي ساير ۱۳ قمر نپتون كه نام تمامشان از روي خدايان يوناني پهنه‌هاي آبي گرفته شده است، تناسب دارد.
هيپوكامپوس به‌عنوان يك قمر، اندازه‌ي بسيار كوچكي دارد؛ قطر آن از ۳۴ كيلومتر تجاوز نمي‌كند كه تقريبا به اندازه‌ي يك كلان‌شهر عمده محسوب مي‌شود. اندازه‌ي منحصربه‌فرد اين قمر، مطالعه‌ي آن را از روي زمين به‌شدت دشوار مي‌كند. اما با كمك مشاهدات بيشتر از سوي هابل، اخترشناسان توانستند اين قمر بسيار كوچك را در طول چند سال گذشته رديابي و جزييات مطالعه خود را طي مقاله‌اي تازه در ژورنال نيچر منتشر كنند. بهره‌گيري از هابل به پژوهشگران امكان داد تا بزرگي اين قمر و همچنين مسير دقيق آن را به دور نپتون مشخص كنند. مارك شووالتر، پژوهشگر ارشد در سازمان پژوهشي SETI Institute و مولف اصلي مقاله‌ي نيچر كه هيپوكامپوس را كشف كرد، به خبرگزاري ورج گفت:
ما تجزيه‌وتحليل كاملي انجام داده‌ايم و در نتيجه به‌طور دقيق نحوه‌ي حركت اين جرم را مي‌دانيم.
ما به‌طور دقيق نحوه‌ي حركت قمر تازه‌كشف‌شده‌ي نپتون را مي‌دانيم
پيش از اين كشف تازه، اغلب قمرهاي داخلي نپتون توسط فضاپيماي وويجر ۲ ناسا كه در مسير خود به سمت انتهاي منظومه‌ي شمسي از كنار اين سياره‌ي سرد گازي عبور كرد، شناسايي شده بودند. وويجر، تصاويري را از ۵ قمر جديد به ثبت رساند كه پيش‌تر هرگز در سامانه‌ي نپتون مشاهده نشده بودند؛ اما اين فضاپيما درنهايت در رصد هيپوكامپوس ناكام ماند. شووالتر اكنون علت اين موضوع را به‌خوبي دريافته است. او در اين‌باره گفت:
ما اكنون مدار اين قمر را به اندازه‌اي مي‌شناسيم كه مكان آن را در هر كدام از تصاوير وويجر پيش‌بيني كنيم. و معلوم شد كه معدود تصاوير نزديكي وجود داشته است؛ اما قمر صرفا هرگز كاملا در مكان درست و در زمان درست در معرض ديد دوربين‌هاي وويجر قرار نداشت.
تصويري اوليه از هيپوكامپوس كه در سال ۲۰۰۴ توسط تلكسوپ فضايي هابل به ثبت رسيد
شناسايي هيپوكامپوس اكتشاف غيرمنتظره‌اي بود. در سال ۲۰۱۳، شووالتر به‌منظور مطالعه‌ي ويژگي‌هاي غيرطبيعي اطراف نپتون كه با عنوان كمان‌ها شناخته مي‌شوند، در حال مطالعه دقيق تصاوير هابل بود. اين كمان‌ها حلقه‌هايي نازكي همانند كمان‌هاي اطراف زحل هستند كه در سرتاسر مسير به دور نپتون به يكديگر متصل نمي‌شوند. اشكال موجود در رابطه با مطالعه‌ي حلقه‌هاي نپتون اين است كه بسيار كم‌نور هستند و حركت بسيار سريعي دارند و اين دو ويژگي، ثبت آن‌ها را با دوربين‌هاي روي زمين دشوار مي‌كند. تصاوير با نوردهي طولاني كه نور اضافي را وارد مي‌كنند، درنهايت كمان‌ها را در معرض ديد بهتر قرار دادند.
درنهايت، ترفند جالبي به ذهن شووالتر خطور كرد. او در اصل تصاوير مختلف از تلكسوپ هابل را با يكديگر تركيب و براي جبران حركت آن‌ها را اصلاح كرد. در نتيجه، حاصل كار به‌گونه‌اي شد كه انگار هابل كمان‌ها را در حين حركتشان دنبال كرده بود. هنگامي كه شووالتر اين كار را انجام داد، متوجه نقطه‌ي بسيار ريزي شد كه به‌طور مرتب در تمام تصاوير ظاهر مي‌شد. پس از نگاه نزديك‌تر، وي دريافت كه اين نقطه يك قمر است.
از آن زمان تاكنون هدف، دستيابي به دركي بسيار بهتر از اين سنگ كوچك بوده است. شووالتر و تيم او اكنون براساس مدار هيپوكامپوس، تصور بسيار خوبي از محل پيدايش اين قمر دارند. مدار هيپوكامپوس، اين قمر را به نزديكي قمر بسيار بزرگتر نپتون به‌نام پروتئوس مي‌آورد كه ۲۰۹ كيلومتر پهنا دارد. شووالتر براساس تجزيه‌وتحليل‌ها بر اين باور است كه هيپوكامپوس احتمالا تكه‌اي از پروتئوس است كه ميلياردها سال پيش به‌دليل برخورد يك دنباله‌دار درحال عبور، از اين قمر جدا شده است. او گفت:
اكنون ما نمونه‌اي كاملا واقعي را از تاثير اصابت يك دنباله‌دار به يك قمر مشاهده مي‌كنيم. در مورد پروتئوس، برخورد دنباله‌دار به‌كلي موجب تكه‌تكه شدن اين قمر نشد؛ اما قطعه‌اي از آن را جدا كرد كه ما اكنون آن را به‌عنوان هيپوكامپوس مشاهده مي‌كنيم.
مقايسه اندازه‌ي نسبي اقمار نپتون از جمله هيپوكامپوس
گمان مي‌رود كه منظومه‌ي شمسي در اوايل پيدايش خود، با حركت بسيار سريع دنباله‌دارها از كنار سياره‌هاي غول‌پيكر گازي، مكاني به‌شدت بي‌ثبات بود. ظاهرا مي‌توان اين احتمال را درانديشه متخصصين گرفت كه برخورد يك دنباله‌دار با پروتئوس، عامل جدا شدن هيپوكامپوس از آن بوده است.
اين نسخه از داستان پيدايش هيپوكامپوس از سوي موقعيت‌هاي اقمار نسبت به يكديگر و نپتون همراهي شده است. هيپوكامپوس و پروتئوس اكنون در يك نقطه قرار ندارند؛ زيرا پروتئوس به‌صورت بسيار آهسته‌اي از نپتون دور مي‌شود. پروتئوس همچون قمر زمين، يك قفل كشندي را نسبت به نپتون ايجاد كرده است و اين اثر متقابل، دور شدن پيوسته‌ي قمر را به‌دنبال دارد. در نتيجه، ۴ ميليارد سال پيش، در هنگام پيداش منظومه‌ي شمسي، پروتئوس احتمالا نزديك به ۱۰ هزار كيلومتر نزديك‌تر از مكان فعلي‌اش به نپتون بود. شووالتر مي‌گويد:
اگر امروز منظومه را نظاره كنيد و به ۴ ميليارد سال قبل بازگرديد، هيپوكامپوس و پروتئوس را به‌صورت ناگهاني چسبيده به يكديگر مشاهده خواهيد كرد.
اكنون ما نمونه‌اي كاملا واقعي را از تاثير اصابت يك دنباله‌دار به يك قمر مشاهده مي‌كنيم
براساس اين اكتشاف، محتمل به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه اقمار بسيار كوچك ديگر همچون هيپوكامپوس وجود داشته باشند. ممكن است كه اين سنگ‌هاي احتمالي از اقمار بزرگتر جدا شده يا تكه‌هايي از بقاياي ديگر نقاط در منظومه‌ي شمسي باشند. شووالتر اميدوار است كه ما يك روز، احتمالا با رصدخانه‌ي آتي ناسا، تلكسوپ فضايي جيمز وب، قادر به يافتن اقمار بيشتر باشيم. اين تلكسوپ، قدرتمندترين رصدگري خواهد بود كه بشريت تاكنون درون فضا قرار داده است. جيمز وب احتمالا قادر به انجام مشاهدات بي‌نظير از هر دو سياره‌ي نپتون و اورانوس خواهد بود. اما به‌گفته‌ي شووالتر، براي اطلاع از تعداد دقيق اقمار نپتون، بايد فضاپيماي ديگري به آنجا فرستاده شود؛ كاوشگري كه بتواند در مقايسه با وويجر مدت زمان بيشتري را در آن حوالي پرسه بزند.
شووالتر مي‌گويد:
من گمان مي‌كنم وقتي آن روز فرابرسد كه ناسا و سازمان فضايي اروپا، فضاپيمايي را به سمت نپتون ارسال و اين سامانه را از فاصله‌اي بسيار نزديك‌تر مطالعه كنند، چندين قمر بيشتر كشف خواهند شد. اما ما احتمالا در انجام اين كار از روي زمين با محدوديت مواجه هستيم.
هم انديشي ها