مشتری با بلعیدن سیارات کوچک اینقدر بزرگ شد؟

فضاپیمای جونو ناسا از سال ۲۰۱۶ در حال گردش به دور این غول گازی است

گرانش مشتری بر شکل‌گیری و مدار سیارات دیگر اثر می‌گذارد - Nasa

در اساطیر باستانی، این زحل است که فرزندان خود را می بلعد؛ اما در واقعیت معلوم می‌شود که این مشتری است که سیاره‌های کودک را می‌خورد.

پژوهشگران در مقاله جدیدی که در مجله ایکاروس (Icarus) منتشر شد، با تجزیه و تحلیل داده‌های ماموریت جونو (Juno) ناسا، متوجه شدند که هسته مشتری از آنچه برخی مدل‌های قبلی شکل‌گیری این غول گازی پیش‌بینی می‌کردند، بزرگ‌تر است.

یک توضیح احتمالی این است که مشتری زمانی در گذشته، خرده‌سیاره‌ها- سیارات کوچک- را خورده و این سیارات احتمالی را به مرکز جرمی تبدیل کرده است که بقیه مواد تشکیل‌دهنده این سیاره عظیم را به سمت خود کشیده‌اند.

مشتری بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است که جرم آن دو برابر تمامی سیارات دیگر است و بیشتر گاز هیدروژن به‌جامانده از تشکیل خورشید را به خود کشیده است.

این هیدروژن فراوان بخش اعظم اتمسفر عظیم این سیاره غول‌پیکر را تشکیل می‌دهد و در اعماق بیشتر، به علت فشار، به اقیانوس بزرگی از هیدروژن مایع فلزی و رسانای الکتریکی تبدیل می‌شود که منبع عظیم میدان مغناطیسی مشتری است.

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

بر اساس برخی نظریه‌های شکل‌گیری مشتری، این سیاره از حجم گازی متراکم‌شده و بخش‌هایی از ابرهای متراکم‌تر در حال چرخش، چگالیده شده و جرم آن تا زمان فروریختن این گازها روی خود، افزایش یافته است؛ تا حدودی به همان شیوه‌ای که ستارگان شکل می‌گیرند؛ اما [در این مورد، این ابرهای گازی] بدون اینکه به اندازه کافی بزرگ باشند تا یک واکنش گرماهسته‌ای راه بیندازند و به ستاره‌ای کوچک تبدیل شوند. نظریات دیگر بر این باورند که ممکن است برخورد سنگ‌های فضایی کوچک و یخی هسته کوچک یک جرم سنگی را پیرامون آنچه امروز به عنوان مشتری یکپارچه می‌شناسیم، تشکیل داده باشد.

اما اینکه آیا یک هسته سنگی کوچک در مرکز مشتری قرار دارد یا دارای یک هسته غالبا «نامشخص و مغشوش» از عناصر سنگین رقیق‌شده با هیدروژن و هلیوم است، هنوز دقیقا مشخص نیست. همان‌طور که پژوهشگران در مقاله جدید می‌نویسند، «برای ساختار داخلی مشتری هیچ راه‌حل منحصربه‌فردی وجود ندارد و بیش از یک نمودار چگالی می‌تواند با همه معیارهای مشاهداتی همخوانی داشته باشد.»

بسیاری از آنچه دانشمندان درباره محیط درونی مشتری می‌دانند از بررسی‌های گرانشی فضاپیمای جونو ناسا به دست آمده است که از سال ۲۰۱۶ دور این غول گازی می‌گردد و آن را بررسی می‌کند.

پژوهشگران از طریق تجزیه و تحلیل داده‌های جونو به یک ناهنجاری پی بردند: مدل‌های پیشین نشان می‌دادند که هسته مشتری صرف نظر از اینکه از چه تشکیل شده باشد، حدود ۱۰ درصد از جرم سیاره را تشکیل می‌دهد. اما محققان در مدل‌های جدید خود با استفاده از داده‌های جونو دریافتند که این ناحیه ۳۰ درصد یا بیشتر از جرم سیاره را تشکیل می‌دهد که به معنای وجود مقدار بالاتر از حد انتظار عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم است.

چند سناریو قادر است مدل جدید را توضیح دهد؛ اما پژوهشگران از یکی از آن‌ها که محتمل‌تر می‌دانند، قانع می‌شوند: به جای [پذیرفتن نظریه] رشد مشتری در اثر تجمع سنگ‌های فضایی کوچک، رشد اولیه مشتری ممکن است در اثر برخورد بین خرده‌سیاره‌های بسیار بزرگ‌تر باشد. این نظریه عناصر سنگین‌تر موجود در هسته مشتری را توضیح می‌دهد و می‌تواند برای چگونگی درک ما از تشکیل سیاره در اطراف خورشید و سایر ستارگان نتایج بزرگی داشته باشد.

دانشمندان می‌دانند که گرانش مشتری بر شکل‌گیری و مدار سیارات دیگر اثر می‌گذارد و غول‌های گازی بزرگ و اولیه در سایر منظومه‌های ستاره‌ای نیز ممکن است اثر مشابهی داشته باشند.

اما اگر غول‌های گازی، خرده‌سیاره ها را هم ببلعند، می‌توانند در صورت بقا، روزی به سیارات سنگی مانند زمین تبدیل شوند. چه‌بسا ممکن است آن غول‌های گازی بر شکل‌گیری سیارات دیگر- و بر حیات آن‌گونه که ما می‌شناسیم- اثری بیشتر از حد تصور داشته باشند. 

پژوهشگران در این مقاله خاطرنشان می‌کنند که با این حال، برای توضیح مرکز سنگین مشتری، توضیحاتی دیگر با احتمال درستی کمتر وجود دارد؛ از جمله برخورد سهمگین یک جسم سنگی بزرگ در زمانی از سال‌های ابتدایی شکل‌گیری مشتری.

آن‌ها می‌نویسند که دانستن قطعی چنین چیزی مستلزم «مشاهدات آتی با وضوح بالا از نواحی تشکیل سیاره در اطراف ستارگان دیگر، از ساختار مشاهده‌شده و مدلسازی‌شده منظومه‌های فراخورشیدی با سیارات غو‌ل‌پیکر و داده‌های جونو در آینده است که طی ماموریت طولانی آن به دست می‌آید».

© The Independent

بیشتر از علوم