بیگ بنگ: درک مراحل اولیه‌ی تکامل سیارۀ مشتری، کلید شناخت بهتر چگونگی شکل‌گیری ساختار منحصربه‌فرد منظومه شمسی است. نیروی گرانش مشتری که اغلب از آن به‌عنوان «معمار» منظومه شمسی یاد می‌شود، نقش مهمی در تعیین مدار سیارات دیگر و شکل‌دهی به قرص گاز و غبار آن ایفا کرد که منظومه از دل آن زاده شد.
به گزارش بیگ بنگ، در یک پژوهش جدید، «کنستانتین باتیگین» استاد علوم سیاره‌ای در مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک)، و «فرد سی. آدامز» استاد اخترفیزیک در دانشگاه میشیگان، نگاهی دقیق به وضعیت اولیه‌ی سیاره مشتری انداختند. محاسبات آن‌ها نشان می‌دهد که حدود ۳.۸ میلیون سال پس از شکل‌گیری نخستین ذرات جامد در منظومه شمسی — مقطعی کلیدی که در آن، قرص مواد اطراف خورشید، موسوم به سحابی پیش‌سیاره‌ای، در حال تبخیر بود. سیارۀ مشتری اندازه‌ای به‌مراتب بزرگ‌تر از امروز و میدان مغناطیسی بسیار قوی‌تری داشته است.
“باتیگین” می‌گوید: «هدف نهایی ما این است که بفهمیم از کجا آمده‌ایم، و درک دقیق مراحل اولیه شکل‌گیری سیارات، بخش مهمی از حل این معماست. این پژوهش به ما کمک می‌کند تا یک گام به درک نحوه‌ی شکل‌گیری مشتری و کل سیارات منظومه شمسی نزدیک‌تر شویم.» “باتیگین” و “آدامز” برای بررسی این موضوع، دو قمر کوچک مشتری، آمالتئا و تِبه را بررسی کردند. این دو قمر حتی از آیو — کوچک‌ترین و نزدیک‌ترین قمر بزرگ مشتری — به سیارۀ میزبان نزدیک‌تر هستند.
از آن‌جا که مدار این دو قمر کمی شیب دارد، پژوهشگران با تحلیل دقیق انحرافات کوچک مداری‌شان، موفق شدند اندازه‌ی اولیه مشتری را تخمین بزنند: تقریباً دو برابر شعاع کنونی، با حجمی که معادل بیش از ۲۰۰۰ برابر زمین بوده است.(یعنی ۲۰۰۰ زمین درون مشتری جا می‌شد) همچنین محاسبات نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی مشتری در آن زمان حدود ۵۰ برابر قوی‌تر از میدان کنونی آن بوده است.
“آدامز” می‌گوید: «شگفت‌انگیز است که پس از ۴.۵ میلیارد سال، همچنان سرنخ‌های کافی باقی مانده تا بتوانیم وضعیت فیزیکی مشتری را در آغاز تولدش بازسازی کنیم.» نکتۀ مهم اینجاست که این یافته‌ها با روشی مستقل به دست آمده که از بسیاری از فرضیات موجود در مدل‌های سنتی شکل‌گیری سیارات عبور می‌کند. فرضیاتی مانند نرخ تجمع گاز، میزان کدری گازها یا جرم هسته‌ی سنگی سیاره. در عوض، تیم تحقیقاتی بر دینامیک مداری قمرهای مشتری و قانون بقای تکانه زاویه‌ای تمرکز کردند، کمیت‌هایی که به‌طور مستقیم قابل اندازه‌گیری و بررسی هستند.
نتایج آن‌ها تصویری روشن از مشتری در لحظه‌ای خاص ارائه می‌دهد: درست زمانی که سحابی خورشیدی در حال تبخیر بود، نقطه‌ی عطفی که در آن مواد اولیه ساخت سیارات از بین رفت و ساختار پایه‌ای منظومه شمسی تثبیت شد. این نتایج، جزئیات حیاتی‌ای به نظریه‌های موجود دربارۀ شکل‌گیری سیارات می‌افزاید. نظریه‌هایی که می‌گویند مشتری و دیگر غول‌های گازی درون و بیرون منظومه شمسی، از طریق فرآیندی به نام «انباشت هسته‌ای» شکل گرفته‌اند؛ فرآیندی که در آن، هسته‌ای سنگی و یخی با سرعت زیاد گازهای اطراف را جذب می‌کند.
مدل‌های بنیادی این نظریه‌ها در طی دهه‌ها توسط پژوهشگران مختلف — از جمله دیو استیونسون، استاد ممتاز علوم سیاره‌ای در کلتک — توسعه یافته‌اند. این مطالعۀ جدید بر همان بنیاد استوار است و با ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر از اندازه، نرخ چرخش و میدان مغناطیسی مشتری در دوران اولیه، آن را گسترش می‌دهد.
“باتیگین” در پایان تأکید کرد: «با وجود اینکه نخستین لحظات تولد مشتری همچنان در پرده‌ای از ابهام باقی مانده، این پژوهش گامی بزرگ برای روشن‌تر کردن مراحل حساس تکامل این سیاره است. آنچه اکنون در دست داریم، یک معیار ارزشمند است — نقطه‌ای که از آن می‌توانیم با اطمینان بیشتر، روند تحول منظومه شمسی را بازسازی کنیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه معتبر Nature Astronomy منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: phys.org
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=108961
(۶ نفر , میانگین : ۴,۸۳ از ۵)
