منظومه سیارهای «عجیب» که نظریههای مربوط به چگونگی تشکیل سیارات را به چالش میکشد
منبع تصویر، ESA
- نویسنده, دیزی استفنز
- شغل, سرویس جهانی بیبیسی
- زمان مطالعه: ۵ دقیقه
چگونگی شکلگیری سیارات یکی از اساسیترین پرسشها در مورد کیهان ما است.
دانشمندان در این مورد نظریهای دارند که در مورد آنچه در منظومه شمسی و همچنین در جاهای دیگر کیهان میبینیم، صدق میکند.
اما براساس مقالهای که اخیرا در مجله ساینس منتشر شده است، به نظر میرسد یک منظومه سیارهای دوردست با این نظریه در تضاد است.
نظریه کنونی میگوید که منشأ سیارهها صفحات گاز و غبار اطراف ستارههای جدید است.
داکتر توماس ویلسون، استادیار نجوم در دانشگاه وارویک در بریتانیا و محقق اصلی این مطالعه جدید، گفت: «آنچه ما فکر میکنیم اتفاق میافتد این است که سیارات با جمعآوری این غبار رشد میکنند.»
او افزود: «به هم پیوستن ذرات غبار باعث تشکیل سنگریزهها میشود که سپس با یکدیگر برخورد میکنند تا اجسام بزرگتری به نام سیارههای کوچک را تشکیل دهند، و در نهایت سیارهها از برخورد این اجسام تشکیل میشوند.»
این امر منجر به ایجاد سیارههای سنگی مانند زمین و همچنین هسته غولهای گازی مانند مشتری میشود.
اما شرایطی مانند دما و در دسترس بودن مواد خاص بسته به فاصله از ستاره متفاوت در تشکیل ساختار بیرونی سیاره تعیین کننده است.
داکتر ویلسون گفت: «در مناطق بیرونی که بسیار سردتر است، فراتر از آنچه که خط یخ نامیده میشود، بهدلیل سرمای کافی میتوان گازها و یخها را مشاهده کرد.»
به گفته آژانس فضایی اروپا، جو ضخیم بدون اینکه توسط تابش ستارهها جابجا شود، در سیارات گازی تشکیل میشود. غولهای گازی مانند مشتری معمولاً در این مناطق تشکیل میشوند.
منبع تصویر، Kevin M. Gill/NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
مناطق نزدیکتر به ستاره، گرمتر است و گرد و غبار بیشتری در مقایسه با گاز وجود دارد که منجر به تشکیل سیارات سنگی مانند عطارد، زهره، زمین و مریخ در منظومه شمسی ما میشود.
تغییر شرایط، در کنار این فرض که همه سیارات در یک منظومه تقریباً همزمان تشکیل میشوند، به این معنی است که باید انتظار داشته باشیم ترتیب خاصی از سیارات را در حال چرخش به دور ستارهها ببینیم: سیارات سنگی نزدیکتر به ستاره و سیارات گازی دورتر.
اما به نظر میرسد منظومه سیارهای توصیف شده در مطالعه جدید در تضاد با این برداشت قرار دارد.
ترتیب غیرمعمولی
LHS 1903 یک ستاره کوتوله سرخ رنگ کوچک است که حدود ۱۱۷ سال نوری از منظومه شمسی ما فاصله دارد. این ستاره سردتر و کمنورتر از خورشید ما است و چهار سیاره به دور آن میچرخند.
در مطالعه جدید، ویلسون به همراه یک تیم بینالمللی که افرادی تقریباً از تمامی قارهها در آن حضور دارند، نگاه دقیقتری به این منظومه ستارهای انداخته و دریافتهاند که سه سیاره داخلی از الگوی مورد انتظار پیروی میکنند - سیارهای که به ستاره نزدیکتر است سنگی است و دو سیاره دورتر گازی هستند.
اما سپس، با استفاده از مشاهدات ماهواره چیاپس آژانس فضایی اروپا، دریافتند که سیاره چهارم با وجود دورترین فاصله از ستاره میزبان، سنگی است.
داکتر ویلسون گفت: «ما انتظار داشتیم که این سیاره گازی باشد... چرا سنگی است؟ این سوال بزرگ بود.»
منبع تصویر، NASA-JPL
داکتر توماس ویلسون گفت که این تیم در حال بررسی توضیحات احتمالی در مورد ترتیب قرار گرفتن سیارات در این منظومه است.
در میان نظریههایی که ارائه شدند، یکی نظریه این است که تابش ستاره ممکن است گاز را به بیرون رانده باشد، یا اینکه بیرونیترین سیاره مورد اصابت جسمی قرار گرفته که جو آن را از بین برده است.
اما تابش ستاره نمیتوانست گازها را صرفا از سیاره چهارم دور کند، زیرا در آن صورت چنین اتفاقی برای سیاره دوم و سوم نیز میافتاد، و در مدلسازیها مشخص شد هرگونه برخوردی که به اندازه کافی بزرگ باشد تا جو سیاره را از بین ببرد، آن را نابود میکند.
ساختار سیارهای از درون به بیرون Inside-out planet formation
دانشمندان پس از رد این نظریهها، این موضوع را بررسی کردند که ترتیب «عجیب» قرار گرفتن سیارهها احتمالا در نتیجه تشکیل آنها یکی پس از دیگری است، نه بهصورت همزمان.
داکتر ویلسون گفت: «اگر این سیارهی بیرونی را در محیطی که ما آن را تخلیهشده یا کاهشیافته مینامیم، جایی که منابع کمتری در گردش است، تشکیل دهید، میتوانید به راحتی سیارهای با این ویژگیها داشته باشید.»
او پیشنهاد کرده بود که ممکن است گاز موجود در این منظومه ستارهای قبل از تشکیل سیاره بیرونی، تمام شده باشد.
داکتر ویلسون گفت: «و بنابراین نتیجهگیری که ما به آن رسیدیم این است که درصورتی میتوانید چنین مکانیسم تشکیل از درون به بیرون را داشته باشید، که ابتدا سیارهای که به ستاره میزبان نزدیکتر است تشکیل شود و سپس سیارههای بعدی به ترتیب تشکیل شوند و در نهایت سیارهی بیرون تشکیل شود.»
منبع تصویر، ESA/Silicon Worlds
این نظریه که سیارات به ترتیب از نزدیکترین فاصله به ستاره میزبان تا دورترین فاصله که منابع کاهش مییابند، تشکیل میشوند، «تشکیل سیاره از درون به بیرون» نام دارد و بیش از ۱۰ سال قبل به عنوان یک نظریه مطرح شد. اما آژانس فضایی اروپا میگوید که کشف تازه قانعکنندهترین مدرک یافت شده از وقوع چنین پدیدهای در واقعیت است.
«تمامی اشکال و اندازهها»
داکتر توماس ویلسون، استادیار نجوم در دانشگاه وارویک بریتانیا، معتقد است که لازم است این فرض را که همه سیارات یک منظومه تقریباً همزمان شروع به رشد میکنند، اصلاح کنیم، مخصوصا اگر این الگویی باشد که در سایر نقاط کیهان شاهدش هستیم.
و این تجدیدنظر میتواند تأثیرات عمیقی بر درک ما از منظومه شمسی خودمان نیز داشته باشد.
او گفت: «آیا ابتدا عطارد، سپس زهره، سپس زمین و بعد مریخ تشکیل شد؟ این موضوع به نوعی سوالاتی را در مورد زمانبندی تشکیل منظومه شمسی ما مطرح میکند.»
داکتر ویلسون همچنین گفت که این موضوع تأکید میکند که نباید هر اتفاقی که در منظومه شمسی ما میافتد را عادی فرض کنیم.
او افزود: «سیاراتی به نام ابرزمینها و زیرنپتونها وجود دارند و اشکال عجیب و غریبی که ما در منظومه شمسی نداریم. ما باید به این فکر کنیم که منظومههای سیارهای بیگانه میتوانند با اشکال و اندازههای مختلفی وجود داشته باشند.»
داکتر ویلسون گفت: «ممکن است چیزهایی در کیهان وجود داشته باشند که بیش از آنچه ما فکر میکنیم قابلیت سکونت داشته باشند، زیرا ما بیش از حد روی منظومه شمسی متمرکز هستیم.»
