کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی و نزدیک‌ترین آن به خورشید، رازی غافلگیرکننده را آشکار کرده است. پژوهش جدیدی که چین‌خوردگی‌های سطح عطارد را بررسی کرده، نشان می‌دهد این سیاره با سرعتی فراتر از انتظار در حال کوچک شدن است و میزان انقباض آن در طول ۴.۵ میلیارد سال گذشته، به‌طور قابل توجهی دست‌کم گرفته شده بود.

انقباضی پنهان زیر غبار برخوردها

عطارد مانند سایر سیارات سنگی منظومه شمسی حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش و در میانه برخوردهای سهمگین سنگ‌ها و سیارک‌ها شکل گرفت. این برخوردهای اولیه گرمای عظیمی در درون سیاره به‌جا گذاشت؛ گرمایی که عطارد هنوز هم به‌تدریج آن را از دست می‌دهد. با سرد شدن بخش‌های درونی، سیاره منقبض شده و سطح آن دچار چین‌خوردگی شده است؛ عوارضی شبیه به برآمدگی‌ها و پرتگاه‌های باریکی که وقتی جسمی از درون کوچک می‌شود، روی پوسته آن پدیدار می‌گردد.

در حالت نظری، این انقباض باید به‌صورت یکنواخت در سراسر سیاره رخ دهد و شبکه‌ای فراگیر از این چین‌ها را ایجاد کند. اما واقعیت سطح عطارد بسیار پیچیده‌تر است. این سیاره در طول میلیاردها سال بی‌وقفه بمباران شده و دهانه‌های برخوردی بی‌شماری روی آن شکل گرفته است. پرتاب آوار و پراکنده شدن خرده‌سنگ‌ها در اثر همین برخوردها، بسیاری از نشانه‌های انقباض را پوشانده و تشخیص آن‌ها را از سایر عوارض زمین‌شناختی دشوار کرده است.

به همین دلیل، برآوردهای پیشین درباره میزان کوچک‌شدن عطارد، تصویری ناقص ارائه می‌دادند. پژوهشگران پیش‌تر تصور می‌کردند قطر سیاره بین ۴ تا ۱۶ کیلومتر کاهش یافته است.

چگونه خطای ۳۰ درصدی کشف شد؟

تیمی به سرپرستی گاکو نیشی‌یاما از مؤسسه تحقیقات سیاره‌ای مرکز هوافضای آلمان (DLR) برای حل این معما، نقشه‌های قدیمی‌تر عطارد را با تصاویر جدیدی که ناهمواری‌های سطح را با دقت بیشتری نشان می‌دهد، ترکیب کرد. نتیجه شگفت‌انگیز بود: ناهموارترین نواحی سیاره، کمترین تعداد چین‌خوردگی‌های ناشی از انقباض را داشتند.

نیشی‌یاما در این باره می‌گوید: «این موضوع ما را به این نتیجه رساند که عاملی این نشانه‌ها را پنهان کرده است.» او توضیح می‌دهد که به احتمال زیاد، آوارهای ناشی از برخورد شهاب‌سنگ‌ها در مناطق ناهموار، روی برآمدگی‌ها و پرتگاه‌های کوچک را پوشانده و آن‌ها را از دید پنهان کرده‌اند.

برای دور زدن این مانع، پژوهشگران تمرکز خود را بر مناطق هموارتر گذاشتند؛ جایی که آوار کمتری وجود دارد و چین‌خوردگی‌ها به‌وضوح قابل شناسایی هستند. با اندازه‌گیری تراکم این عوارض در دشت‌های هموار و تعمیم آن به کل سیاره، آن‌ها توانستند میزان «پنهان‌مانده» انقباض را محاسبه کنند.

محاسبات نشان داد عوارض مشاهده‌نشده در مناطق ناهموار می‌تواند معادل ۱۰ تا ۳۰ درصد انقباض اضافی باشد که تا پیش از این نادیده گرفته شده بود. بر این اساس، قطر عطارد در مجموع تا حدود ۱۹ کیلومتر و حتی در سناریوی حداکثری تا ۲۳ کیلومتر کاهش یافته است؛ رقمی که به‌مراتب بیشتر از بازه ۴ تا ۱۶ کیلومتری قبلی است.

نیشی‌یاما با اشاره به این اصلاح می‌گوید: «رقم ۳۰ درصد تا حدی غافلگیرکننده است، اما این عدد اصلاح‌شده به نظرم کاملاً منطقی می‌آید.» او حتی معتقد است این برآورد جدید نیز ممکن است همچنان کمتر از مقدار واقعی باشد.

این یافته درباره درون عطارد چه می‌گوید؟

تعیین دقیق میزان کوچک‌شدگی، تنها یک عدد کنجکاوکننده نیست؛ بلکه کلیدی برای فهم ترکیب درونی عطارد است. هرچه انقباض بیشتر باشد، به معنای سرد شدن و فشرده شدن بیشتر هسته است.

به گفته نیشی‌یاما، «کوچک‌شدگی بیشتر بدین معناست که عطارد ممکن است هسته فلزی بزرگ‌تری داشته باشد، عناصر سبک کمتری مانند سیلیکون در آن هسته ترکیب شده باشند، یا اینکه با دمای اولیه بالاتری شکل گرفته باشد.» هر سه سناریو، مدل‌های کنونی از چگونگی شکل‌گیری سیارات سنگی نزدیک به خورشید را به چالش می‌کشد و نیاز به بازنگری دارد.

عطارد به دلیل هسته آهنی بسیار بزرگ نسبت به اندازه‌اش، همواره در میان سیارات سنگی استثنا بوده است. درک اینکه این هسته چقدر فشرده شده، به دانشمندان کمک می‌کند بفهمند چرا این سیاره تا این حد چگال و متفاوت از زمین، زهره و مریخ است.

چشم‌انتظار نگاه تیزبین بپی‌کلمبو

محدودیت مهم پژوهش کنونی، کیفیت داده‌های موجود است. فضاپیمای «مسنجر» ناسا (MESSENGER) که تا سال ۲۰۱۵ به دور عطارد می‌چرخید، تنها قادر به تشخیص عوارض بزرگ‌تر از ۵ کیلومتر بود. بنابراین بسیاری از چین‌خوردگی‌های کوچک‌تر که می‌توانند نشانه انقباض باشند، از دید آن پنهان مانده‌اند.

امید اصلی به مأموریت مشترک اروپا و ژاپن، «بپی‌کلمبو» (BepiColombo) دوخته شده است. این مأموریت قرار است از نوامبر ۲۰۲۶ نقشه‌برداری از سطح عطارد را با وضوحی بسیار بالاتر آغاز کند. دانشمندان انتظار دارند با تصاویر دقیق‌تر، شمار بیشتری از این برآمدگی‌های ظریف آشکار شود و برآورد انقباض باز هم افزایش یابد.

یافته‌های جدید تیم DLR در تاریخ ۱۰ سپتامبر در نشریه معتبر Geophysical Research Letters منتشر شده و به گفته نویسندگان، تازه آغاز بازنگری در تاریخ حرارتی عطارد است. اگر بپی‌کلمبو تأیید کند که سیاره حتی بیشتر از ۲۳ کیلومتر کوچک شده، باید مدل‌های مربوط به دمای آغازین و ترکیب شیمیایی درونی آن از نو نوشته شود؛ موضوعی که نه تنها برای عطارد، بلکه برای درک چگونگی تولد تمام سیارات منظومه شمسی اهمیت دارد.