منظومه شمسی ما 8 سیاره دارد که هرکدام ویژگی‌های فیزیکی متفاوتی دارند. در میان این 8 سیاره، عطارد یا تیر کوچکترین سیاره است، البته پیش از آنکه پلوتو از فهرست سیارههای منظومه شمسی خارج شود؛ پولوتو عنوان کوچکترین را از آن خود کرده بود. به نظر می‌رسد دیگر چاره‌ای نداریم جز اینکه عطارد را کوچکترین سیاره منظومه خود بدانیم.
اما چرا عطارد این‌قدر کوچک است؟ چرا دیگر پلوتو را کوچکترین سیاره نمی‌دانیم؟ در منظومه‌های ستاره‌ای دیگر می‌توانیم سیاره‌ای به کوچکی عطارد پیدا کنیم؟ در این مقاله قصد داریم با پاسخ به این پرسش‌ها همه حقایق علمی درباره ابعاد عطارد را مرور کنیم.
عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی
همان‌طور که گفتیم، عطارد کوچکترین سیاره بین 8 سیاره -پس از حذف پلوتو از لیست سیارههای منظومه شمسی- است. فرقی ندارد معیار ما برای «کوچکی» چه باشد؛ عطارد کوچکترین شعاع، جرم و حجم را میان سیارههای منظومه ما دارد.
این تصویر رنگی عطارد با داده‌های فضاپیمای مسنجر تهیه شده؛ البته این رنگ‌ها ترکیب پوسته سیاره را نشان می‌دهند و با چشم دیده نمی‌شوند.
اعداد و ارقام مرتبط با اندازه کوچکترین سیاره منظومه شمسی
برای اینکه کمی براساس اطلاعات عینی‌تر صحبت کنیم، باید سراغ ارقام سیاره کوچک عطارد برویم. شعاع عطارد حدوداً ۲۴۴۰ کیلومتر است که کمی از یک سوم شعاع زمین بزرگ‌تر است.
حجم این سیاره برابر با ۶.۰۸۳x۱۰۱۰ کیلومتر مکعب یا ۱/۱۸ حجم زمین است. حجم عطارد نیز ۳.۳۰۱۱x۱۰۲۳ کیلوگرم است. ازآن‌جایی که چگالی زمین و عطارد تقریباً برابر است، جرم این سیاره کوچک نیز تقریباً ۱/۱۸ زمین است.
برای اینکه تصوری از تنوع ابعاد سیاره‌ها در منظومه شمسی داشته باشیم، می‌توانیم این اعداد را با مشتری، بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی، مقایسه کنیم. شعاع مشتری ۶۹۹۱۱ کیلومتر است که تقریباً ۱۱ برابر شعاع زمین است.
حجم مشتری نیز ۱۳۲۱ برابر حجم زمین و جرم آن اندکی کمتر از ۳۱۸ برابر سیاره ما است. علت اختلاف این دو عدد این است که چگالی سیاره گازی مشتری بسیار کمتر از سیاره سنگی زمین است. همچنین حجم مشتری ۲۳۵۰۰ برابر عطارد است.
مقایسه اندازه زمین و عطارد
چرا پلوتو کوچکترین سیاره نیست؟
همان‌طور که گفتیم، عطارد همیشه کوچکترین سیاره منظومه شمسی نبوده است. تا پیش از سال ۲۰۰۶، کوچکترین سیاره‌ای که به دور خورشید می‌چرخید، پلوتو بود. اما آگوست ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) تصمیم گرفت پلوتو را از فهرست سیارههای منظومه شمسی حذف کند.
منجمان سیاره‌ها را اجرامی کروی تعریف می‌کنند که در مداری به دور خورشید می‌گردند. یکی از خصوصیات سیاره‌ها باید این باشد که مدار خود را از اجرام دیگر پاک کنند. پس از کشف سیاره کوتوله «اِریس»، جدال‌ها درباره سیاره بودن یا نبودن پلوتو نیز شدت گرفتند.
در ادامه، کشف سیارات کوتوله دیگری مانند «سِرِس» و «ماکی‌ماکی» باعث شدند منجمان قانع شوند پلوتو نیز یکی از اجرام فرا-نپتونی یا به‌عبارت دیگر سیاره‌ای کوتوله است؛ در نتیجه، پلوتو از فهرست سیارههای منظومه شمسی خارج شد. این اتفاق باعث شد عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی شود.
سیاره کوتوله پلوتو
دانش ناچیز ما از عطارد به‌عنوان کوچکترین سیاره منظومه شمسی
عطارد سیاره شدیدترین‌هاست. اندازه کوچک این سیاره و نزدیکی زیاد آن به خورشید باعث شده عطارد هیچ اتمسفری نداشته باشد؛ به همین‌دلیل، دمای سطح از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد در روز به منفی ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد در شب تغییر می‌کند.
اما شرایط کوچکترین سیاره منظومه شمسی فقط برای خودش سخت نیست؛ مطالعه این سیاره برای ما نیز کار بسیار دشواری است. ابتدایی‌ترین راه مطالعه سیاره از روی زمین و با استفاده از تلسکوپ‌ها در شبی تاریک با شرایط مناسب است. اما عطارد بسیار به خورشید نزدیک است؛ به همین علت تقریباً هم‌زمان با خورشید در آسمان طلوع و غروب می‌کند؛ عطارد را فقط می‌توان لحظاتی کوتاه قبل از طلوع و بعد از غروب خورشید مشاهده کرد.
گرچه این سیاره را می‌توان در روز نیز با تلسکوپ‌ها رصد کرد، اخترشناسان باید خیلی احتیاط کنند. نور شدید خورشید و نزدیکی دائمی میدان دید به این ستاره ممکن است به ابزارهای نوری تلسکوپ‌ها آسیب برساند. معمولاً مسئولان رصدخانه‌های بزرگ اجازه نمی‌دهند این تلسکوپ‌ها به‌سمت خورشید نشانه بروند؛ زیرا احتمال آسیب رسیدن به ابزار بسیار زیاد است.
ارسال ماهواره به مدار عطارد نیز کار دشواری است. اولین چالش بزرگ قرارگرفتن در مدار این سیاره است. تا پیش از سال ۲۰۱۱، فقط فضاپیمای «مارینر ۱۰» ناسا توانسته بود 3 بار از کنار عطارد عبور کند. اولین فضاپیمایی که در مدار عطارد قرار گرفت، فضاپیمای «مسنجر» (MESSENGER) ناسا در سال ۲۰۱۱ بود.
طبق گفته‌های دانشمندان آژانس فضایی اروپا، برای اینکه فضاپیمایی در مدار عطارد قرار بگیرد، 2 راه وجود دارد؛ یا این فضاپیما باید بسیار بزرگ باشد تا بتواند سوخت زیادی برای کاهش شدید سرعت خود حمل کند؛ یا باید در مانوری بسیار پیچیده از گرانش سیارههای دیگر برای کنترل سرعت کمک بگیرد که زمان مأموریت را بسیار طولانی می‌کند.
فضاپیمای مسنجر از روش دوم استفاده کرد. البته چالش دیگر این است که دمای مدار عطارد بسیار بالاست؛ به همین علت، مارینر در مداری بسیار بیضوی و متغیر دور عطارد می‌چرخید. این چالش‌ها باعث شدند مارینر ۱۰ و مسنجر نتوانند داده‌های کافی با وضوح بالا از عطارد تهیه کنند.
فاصله اندک عطارد از خورشید مطالعه آن را بسیار دشوار می‌کند.
چرا عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است؟
اطلاعات ناچیز ما از عطارد پاسخ به این پرسش را دشوار می‌کند. یکی از نظریه‌های نسبتاً رایج این است که عطارد از همان دیسک غباری تشکیل شده که زمین از دل آن متولد شد. تراکم غبار و مواد داخل این دیسک نزدیک خورشید کمتر بود؛ به‌همین‌علت، عطارد سیاره‌ای کوچک است.
با‌این‌حال، داده‌های اندک فضاپیماهای مارینر ۱۰ و مسنجر غافلگیری‌های بزرگی درباره عطارد به وجود آوردند.
یکی از این غافلگیری‌ها درباره هسته این سیاره بود. سیارههای سنگی (زهره، زمین و مریخ) همگی هسته‌ای کوچک دارند که اطراف آن را لایه ضخیمی از مواد مذاب فراگرفته است. اما پوسته عطارد به‌طرز غافلگیرکننده‌ای نازک است، درحالی‌که هسته آن در مقابل پوسته‌اش بیش از حد انتظار بزرگ است.
حتی عجیب‌تر این است که عطارد میدانی مغناطیسی دارد. این حقیقت در کنار چگالی سیاره نشان از وجود هسته‌ای آهنی دارند.
علاوه براین‌ها، نسبت مواد شیمیایی سطح عطارد بسیار نامعمول است. دانشمندان با استفاده از تکنیک «طیف‌سنجی» برای مطالعه ترکیب شیمیایی سیاره از راه دور، دریافته‌اند غلظت عنصر فلزی «توریوم» در عطارد نسبت به سیارههای همسایه آن بسیار بیشتر است.
توریوم باید در گرمای شدید اولین روزهای منظومه شمسی تبخیر می‌شد. در عوض، غلظت توریوم عطارد به غلظت این عنصر در مریخ نزدیک‌تر است. اما مریخ بسیار دورتر از خورشید است و دمای کمتر آن شرایط را برای تشکیل توریوم فراهم می‌کرد.
تمام این مختصات شگفت‌انگیز باعث شده‌اند دانشمندان فرضیه جدیدی درباره چونگی شکل‌گیری عطارد و علت اندازه کوچک آن ارائه دهند.
نسبت اندازه هسته به کل سیاره در عطارد بسیار بزرگ‌تر از سیارههای سنگی دیگر است.
عطارد احتمالاً روزی سیاره‌ای اندازه زمین بود!
خصوصیات نامعمول عطارد باعث شده برخی دانشمندان علوم سیاره‌ای به این باور برسند که کوچکترین سیاره منظومه شمسی در آغاز نقطه‌ای بسیار دورتر از خورشید، نزدیک مریخ، متولد شده است.
همچنین این سیاره در آغاز جرمی بسیار بیشتر داشته و تقریباً هم‌اندازه زمین بوده است. این نظریه توضیح می‌دهد که چرا هسته عطارد این‌قدر بزرگ است.
اما طبق این نظریه، عطارد در گذشته با سیاره‌ای دیگر برخورد کرده و به‌سمت خورشید سرازیر شده است. این برخورد شدید پوسته و بخش بزرگی از گوشته سیاره را از آن جدا و وارد فضا کرده و فقط هسته‌ای بزرگ و مذاب را باقی گذاشته است.
خلاصه اینکه طبق این نظریه، عطاردی که امروز می‌بینیم، چیزی بیشتر از هسته و درحقیقت شالوده سیاره‌ای بسیار بزرگ‌تر نیست.
تصویری خیالی از برخوردی که عطارد را به سیاره کوچک امروزی تبدیل کرد.
سنگ‌های کوچکترین سیاره منظومه شمسی روی زمین
روش ایده‌آل مطالعه عطارد آنالیز نمونه‌های پوسته یا گوشته این سیاره است که کاوشگرهایی پیشرفته آن‌ها را جمع‌آوری کنند و به زمین بیاورند. اما تابه‌حال هیچ کاوشگری روی سطح کوچکترین سیاره منظومه شمسی فرود نیامده است.
اما راهی غیرمستقیم برای مطالعه سنگ‌های عطارد وجود دارد. دسته‌ای از شهاب‌سنگ‌ها در نقاط مختلفی از زمین وجود دارند که به آن‌ها «اوبریت» (aubrite) می‌گویند. ترکیب آن‌ها بسیار شبیه ترکیب پوسته عطارد است.
برخی دانشمندان گمان می‌کنند این سنگ‌ها احتمالاً آوار همان برخورد سیاره‌ای است که عطارد را به مکان فعلی‌اش فرستاده است البته برخی دانشمندان نظر متفاوتی دارند. آن‌ها می‌گویند اوبریت‌ها از سیارک‌هایی می‌آیند که در همان نقطه از منظومه شمسی که عطارد در آن متولد شد، شکل گرفتند. طبق این نظریه، اوبریت‌ها هیچ‌گاه بخشی از عطارد نبودند؛ به‌این‌ترتیب، یکی از روش‌های مطالعه عطارد، مطالعه ساختار و بافت این سنگ‌هاست.
یکی دیگر از راه‌های مطالعه عطارد، مطالعه بخش‌هایی از پوسته زمین است که شباهتی زیاد به سنگ‌های سیارات دیگر دارند. این سنگ‌های زمینی طی فرایندهایی ایجاد شده‌اند که به عقیده دانشمندان در سیارات دیگر نیز وجود داشتند.
برای مثال، دانشمندان گمان می‌کنند ترکیب پوسته زمین در قبرس شباهت زیادی به عطارد دارد. پوسته قبرس بیش از ۹۰ میلیون سال پیش در بستر اقیانوس «تتیس» (Tethys) شکل گرفت؛ اقیانوسی در گذشته زمین که بین ۲ قاره «لوراسیا» (Laurasia) و «گوندوانا» (Gondwana) قرار داشت. با برخورد صفحات تکتونیک زمین، این پوسته طی سال‌ها بالا آمد و جزیره قبرس امروزی ایجاد شد.
دانشمندان می‌گویند ترکیب سنگ‌های این پوسته عیناً مانند پوسته عطارد است. مطالعه بیشتر این سنگ‌ها به همراه داده‌های مأموریت‌های آینده ناسا و آژانس فضایی اروپا به عطارد به دانشمندان کمک خواهند کرد به علت دقیق کوچک بودن این سیاره پی ببرند.
این سنگ در قبرس از گدازه‌های بستر اقیانوس تتیس ایجاد شده و ترکیبی بسیار شبیه به پوسته عطارد دارد.
عطارد همچنان کوچک‌تر می‌شود!
برخورد سیاره‌ای بزرگ به عطارد این سیاره را بسیار کوچک‌تر از ابعاد اولیه‌اش کرد. اما این پایان کار نبود. داده‌های اندکی که از عطارد داریم که نشان می‌دهند کوچکترین سیاره منظومه شمسی با نرخی بسیار کم همچنان کوچک و کوچک‌تر می‌شود.
دانشمندان در مطالعات خود دریافته‌اند هسته عطارد همواره سردتر می‌شود. با کاهش دما، بخش‌های مذاب هسته به سنگ تبدیل می‌شوند و این باعث کوچک‌تر شدن هسته می‌شود. با کاهش حجم هسته، مساحت سطح سیاره نیز کمتر می‌شود و پوسته درهم فرومی‌رود. می‌توان گفت عطارد مانند سیبی است که خشک و پوست آن چروکیده می‌شود.
این چروک‌های پوسته را می‌توانیم در تصاویر مارینر ۱۰ مشاهده کنیم. ازآن‌جایی که دهانه‌های برخورد این فرورفتگی‌ها را نپوشانده‌اند، دانشمندان استدلال می‌کنند که فرایند کوچک‌تر شدن عطارد همچنان ادامه دارد. البته این استدلال قطعیت زیادی ندارد اما می‌توانیم با اطمینان بگوییم که فرایند سرد شدن هسته عطارد همچنان ادامه دارد.
این عکس با اتصال تصاویر مارینر ۱۰ از عطارد ساخته شده.
آیا اندازه کوچک عطارد عادی است؟
بسیاری از سیارههای فراخورشیدی که در کهکشان راه شیری پیدا می‌کنیم، ابعادی بسیار بزرگ دارند؛ ممکن است این تصور به وجود بیاید که اندازه کوچک عطارد منحصر به منظومه خودمان است. اما به احتمال زیاد علت اینکه سیارههای کوچک زیادی در کهکشان پیدا نمی‌کنیم، این است که فناوری‌های فعلی ما برای کشف سیارات فراخورشیدی فقط می‌توانند سیارههای بزرگ‌تر را شکار کنند.
در واقع همین حالا نیز سیاره‌هایی به اندازه عطارد پیدا کرده‌ایم. کوچکترین سیاره فراخورشیدی که می‌شناسیم سیاره «کپلر-37b» است که سال ۲۰۱۳ با استفاده از تلسکوپ کپلر کشف شد. این سیاره از عطارد نیز کوچک‌تر است؛ تقریباً هم‌اندازه ماه. اما این احتمال نیز وجود دارد که سیاره‌هایی بسیار کوچک‌تر نیز در کهکشان وجود داشته باشند، سیاره‌هایی که عطارد در برابر آن‌ها غول به نظر برسد.
تصویری خیالی از کپلر-37b در کنار ماه (راست) و عطارد (چپ)
جمع‌بندی
در این مقاله، دیدیم که عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است. در حقیقت عطارد حتی از گانیمد و تایتان، قمرهای مشتری و زحل، اندازه و حجم کمتری دارد. البته تا سال ۲۰۰۶، این عنوان در اختیار پلوتو بود که امروز فقط یکی از اجرام بزرگ فرانپتونی در نظر گرفته می‌شود.
با اینکه عطارد نسبتاً به ما نزدیک است، فاصله کم آن با خورشید، رصد و مطالعه این سیاره را بسیار دشوار کرده است. بسیاری از رازهای این سیاره، مانند علت کوچکی آن، همچنان برای ما به‌صورت قطعی مشخص نیستند و برای فهم بیشتر این سیاره باید به‌دقت روش‌های غیرمستقیم و مأموریت‌های فضایی آینده امید داشته باشیم.
کوچکترین سیاره منظومه شمسی کدام است؟
