نویسنده: افشان کرباسی



 

سیاره مشتری

شبیه سازی‌های جدید نشان می دهند چرا مشتری که به عنوان بزرگترین سیاره منظومه شناخته شده است، قلب نسبتاً کوچکی دارد. همچنین، این شبیه سازی تصویری وحشتناک از دوران آغازین زندگی منظومه شمسی را به نمایش می گذارد در آن زمان، ابرزمین‌های (1)سنگی و پرجرم، به غول های گازی برخورد می کردند.
گمان می رود که زحل و مشتری، حیات خود را با جرم حداقل چند برابر زمین به صورت جهان های سنگی شروع کرده اند. سپس گرانش آنها باعث جذب گاز از سحابی اولیه و تشکیل جوی چگال برای آنها باشد.
اگر این فرضیه را بپذیریم، همه غول های گازی باید هسته هایی تقریباً هم اندازه داشته باشند. اما اندازه گیری های انجام شده نشان می دهد که هسته مشتری تنها 2 تا 10 برابر زمین وزن دارد، در حالی که وزن هسته زحل 15 تا 30 برابر زمین است.
شبیه سازی‌های جدیدی که توسط "شولین لی" از دانشگاه پکن در چین و همکارانش صورت گرفت، شاید بتواند علت را شرح دهد. آنها به بررسی نتیجه برخورد یک ابرزمین با جرمی معادل 10 برابر جرم سیاره ما با غولی گازی پرداختند. زمانی که جرم سنگی به جو غول گازی برخورد کرد، مانند یک "پن کیک"(2)، پهن شد و سپس با سرعت به سمت هسته غول حرکت کرد. انرژی ناشی از این برخورد توانست مقدار زیادی از هسته غول گازی را تبخیر کند. سپس این عناصر سنگین تبخیر شده، با هیدروژن و هلیوم جو غول گازی مخلوط شدند و به این ترتیب بخش کوچکی از هسته باقی می ماند. این شبیه سازی نه تنها علت کوچک بودن هسته مشتری را شرح می داد، بلکه توانست نشان دهد که چرا جو مشتری سرشار از عناصر سنگین است.
سیاره زحل، همچون مشتری، در جو خود مقدار زیادی عناصر سنگین دارد. بررسی های این گروه پژوهشی نشان می دهد که وجود عناصر سنگین در جو زحل، شاید به سبب برخوردهایی توسط اجرام سنگی کوچکتر از زمین باشد که پیش از آن که بتوانند به هسته زحل برسند، سرعتشان کم شده و تجزیه و منحل شده‌اند. شبیه سازی گروه یاد شده، نشان می دهد که این جرم منحل شده، یا هسته را سالم و دست نخورده باقی گذاشت یا به صورت بارانی از ذرات کوچک بر روی آن فرود آمد و به جرم هسته اضافه کرد.
"ویلیام هوبارد" از دانشگاه آریزنا می گوید: "این فرضیه می تواند توضیح جالبی در خصوص علت گوناگونی جرم هسته سیارات غول پیکر ارائه دهد." پژوهش های انجام شده نشان می دهد که دوران آغازین زندگی منظومه شمسی بسیار پر تلاطم و آشفته بوده است؛ چراکه پنج تا از هشت سیاره آن، در معرض برخورد‌های شدیدی قرار می گرفتند که توسط اجرامی با انداره سیاره و یا کوچک تر صورت می گرفت. شاید بتوان به وجود آمدن قمر زمین و تغییر شکل نیم کره شمالی مریخ را معلول این برخورد‌ها
*توضیح عکس:
نمایی از سطح که به زیبایی یک تابلوی نقاشی است/عکس:تلسکوپ فضایی هابل
دانست. همان طور که می دانید، استوای سیاره اورانوس، با مدار آن به دور خورشید زاویه 82 درجه می سازد؛ یعنی محور این سیاره تقریباً در صفحه مدار آن قرار دارد. شاید بتوان گفت این برخوردها در این امر تأثیر داشته است، همچنین احتمالاً این تصادفات منجر به کند شدن حرکت وضعی سیاره زهره و به وجود آمدن یک قمر برای نپتون شد.
پژوهش های انجام شده، همچنین این ایده را تقویت می کند که این برخوردها نقش بزرگی را در تعیین خصوصیات سیاره ایفا می کنند.
برخوردهای عظیم نه تنها توانستند علت برخی از تفاوت های دیده شده در سیارات منظومه شمسی را شرح دهند، بلکه به توصیف سیستم های سیاره ای اطراف دیگر ستاره ها نیز پرداختند. لین می گوید"این گونه برخوردها بسیار رایج اند."

برخوردهای خارجی

نتایج به دست آمده از پژوهش های صورت گرفته، نشان می دهد که برخوردهای عظیم تنها مختص به سیارات منظومه شمسی ما نیستند؛ بلکه برخی از سیارات خارجی از منظومه شمسی نیز متحمل این برخوردها بوده اند. اندازه و جرم برخی سیارات خارجی نشان می دهند که آنها دارای جوی رقیق اما هسته ای بی نهایت پرجرم هستند. به عنوان، مثال قلب Corot 13- b جرمی حداقل 140 برابر جرم زمین دارد.
در سال 2006، "ماساهیرو ایکوما" از موسسه فناوری توکیو در ژاپن و همکارانش فرضیه ای را پیشنهاد دادند مبنی بر این که برخورد بین غول‌های گازی، سبب به هم پیوستن هسته های آنها شد. ممکن است این فرآیند در مورد Corot 13- b روی داده باشد.
شاید این برخوردهای عظیم بر روی دیگر خصوصیات سیارات خارجی تأثیر گذاشته باشد، که از جمله این خصوصیات می توان به مدار آنها اشاره کرد. تصور شد است که سیارات در ابتدای زندگی شان، مسیرهای دایره‌ای را می پیمایند. اما برخی از آنها مدارهای بسیار کشیده ای دارند. "داگلاس لین" از دانشگاه کالیفرنیا می گوید: "ما در حال بررسی علت این پدیده هستیم."

پی نوشت ها :

1ـ Super - earths
2_ کیکی گرد و کم ضخامت که در ماهی تابه پخته می شود.
منبع: دانشمند شماره 569