آیا سیاره های منظومه خورشیدی پیش از این، حلقه هایی داشته اند؟

* به گفته ی دانشمندان، شاید در روزگار آغازین منظومه ی خورشیدی بسیاری از سیاره ها دارای حلقه هایی بزرگ و باشکوه بوده اند؛ حلقه هایی که به ماه هایی تبدیل شدند که امروزه به گرد آن سیاره ها می چرخند.

برداشت هنری از نپتون با حلقه های بزرگش، در حال پدید آوردن
سامانه ی ماه های آن.
بر پایه ی یک مدل رایانه ای، امکان دارد ماهواره های طبیعی سیاره‌های منظومه ی خورشیدی از حلقه های مواد پدید آمده باشند، نه آنچنان که امروزه گمان می رود، از ابرهای گازی.

به گمان دانشمندان، ماه های سیاره ها از یکی از این سه روش پدید آمده‌اند: در اثر برخوردهای سهمگین، با افتادن به دام گرانش سیاره ها، یا هم زمان و در کنار خود سیاره ها.

ولی دو پژوهشگر فرانسوی، اورلیان کریدا از دانشگاه سوفیا-آنتی پولیس نیس و سباستین شارنوز از دانشگاه دیدروی پاریس، مدل چهارمی را نیز پیشنهاد داده اند: این که ماه ها از حلقه های مواد جامد، بسیار همانند حلقه های زیبای کیوان پدید آمده باشند.

حلقه به گرد سیاره
در روزگار پرهرج و مرج آغازین منظومه ی خورشیدی، یک سیارک غول پیکر یا یک پیش-سیاره ی در حال گذر به سادگی می‌توانست تبدیل به ماه (قمر) یک سیاره ی نوزاد شود. ولی اگر مدارها بیش از اندازه به هم نزدیک می شد، امکان داشت به جای آن به سیاره ی نوزاد بخورد و موادی را از آن بکَنَد و آن مواد بعدها تبدیل به یک ماهواره ی تازه برای آن سیاره شوند.

برای غول های گازی بزرگ یک گزینه ی دیگر هم وجود دارد: پس از شکل گیری خورشید، این سیاره ها از باقیمانده ی قرص گازی ساخته شدند. امکان دارد قرص های گازی پیرامون مشتری، کیوان، اورانوس، و نپتون هم تقریبن هم زمان با شکل گیری خود آن ها، ماهواره های کوچک تری را برایشان پدید آورده باشد.

ولی یکی از مشکلات این مدل، جایگیری و ردیف ماه هاست. در بیشتر موارد واقعی که امروزه می بینیم، هر چه از این سیاره ها دورتر شویم ماه هایشان بزرگ تر می شوند؛ و این ماه های بزرگ دورتر از آنند که بتوان در این مدل توضیحشان داد.

بر پایه ی مدل پژوهشگران فرانسوی، منظومه ی خورشیدی در آغاز زندگیش پر از سیاره های حلقه دار بوده. حلقه های اولیه ی کیوان شاید بیش از ۵۰۰۰ بار بزرگ تر از چیزی که امروز دیده می شود بوده اند. نپتون بسیار شبیه کیوان امروزی بوده، با حلقه‌هایی دو برابر بزرگ تر، و اورانوس هم می توانسته ذرات کافی برای ساختن حلقه هایی ۴۰۰ برابر گسترده تر از کیوان امروزین به دام خود انداخته باشد.

این حلقه ها منحصر به غول های گازی نمی شدند. همانندسازی ها نشان می دهد که زمین می توانسته حلقه ای به جرم ۲.۵ برابر جرم خودش داشته باشد. حتی پلوتو هم بیکار نمانده بود: یک حلقه داشته با جرمی کمتر از یک پنجم جرم خود این سیاره ی کوتوله که بعدها ماه آن، شارون (خارون) را پدید آورد.

برداشت هنری از اورانوس با حلقه هایش، در حال پدید آوردن
سامانه ی ماه های آن.
این حلقه ها می توانسته اند از راه های گوناگونی پدید بیایند. اگر جرم بزرگی به یک سیاره ی جوان برخورد می کرد می توانست مقدار چشمگیری مواد خرده ریز پدید آورد که به گرد آن سیاره بچرخند. این شاید موردی بوده که برای زمین روی داد، چنانچه دانشمندان بر این باورند که احتمالن یک جرم بزرگ در آغاز زندگی زمین به آن خورده و موادی از آن را به فضا پرتاب کرده؛ موادی که بعدها تبدیل به کره ی ماه شدند. [بخوانید: * مدل تازه ی برای شکل گیری ماه]

کریدا اشاره می کند که این همانند مدلیست که وی و شارنوز ارایه می‌کنند. ولی در مدل آن ها به جای آن که این مواد بلافاصله به هم چسبیده و یک ماهواره پدید آورند، در آغاز یک حلقه می سازند [و سپس مواد درون این حلقه به ماهواره تبدیل می شوند.]

وی در گفتگوی ایمیلی به SPACE.com گفت: «کسی نمی پرسید که این مواد چگونه به ماه تبدیل شدند. [ولی] مدل ما توضیح می دهد که چگونه مواد و خرده ریزهای به وجود آمده در اثر برخورد، در فضا گستردند و حلقه ها را پدید آوردند و حلقه ها هم ماه را ساختند.»

دانشمندان بر این گمان بوده اند که سیاره ی کیوان در روزگار جوانیش با گرانش خود باعث از هم گسیختن و تکه پاره شدن یک جرم بزرگ که از نزدیکیش می گذشت شد، و اورانوس و نپتون هم همین کار را با دنباله دارهایی که از کنارشان می گذشتند کردند. ویرانی های سرکش آن دوران می توانسته به حلقه هایی بیش تر و پرجرم تر از امروز بیانجامد. [بخوانید: * راز حلقه های کیوان فاش شد: یک قتل کیهانی]

این پژوهش در نسخه ی آنلاین ۲۹ نوامبر نشریه ی ساینس منتشر شد.

آشوب تغذیه
بر پایه ی مدل تازه، حلقه های سنگ و غبار پیرامون سیاره ها به آرامی رو به بیرون جابجا می شوند. در نزدیکی سیاره ها، نیروی گرانشی مانع از آن می شود که مواد به سوی یکدیگر کشیده شوند و جرمی بزرگ تر را بسازند. در یک فاصله ی بحرانی که به نام "حد روش" (Roche limit) شناخته می شود، گرانش میان ذرات سنگ و خاک نیرومندتر از گرانش سیاره می گردد. در این جاست که شکل گیری ماه ها آغاز می شود.

چسبیدن ذرات به یکدیگر و شکل گیری نخستین ماه در لبه ی حد روش روی می دهد، در همان حال هم این ماه با چرخش مارپیچ وار از سیاره دور می شود. شاید جرم کوچک دیگری هم ساخته شود ولی ماه بزرگ تر آن را در خود فرو خواهد برد [به ماه بزرگ تر می چسبد و بخشی از آن می شود].

کریدا می گوید: «لبه ی حلقه ها همان منطقه ی تغذیه ی ماه است. هنگامی که ماه آنقدر از سیاره دور شود که لبه ی بیرونی حلقه دیگر در منطقه ی تغذیه اش نباشد، یک ماه تازه در حد رُوش پدید می آید.»
انگاره ی سامانه های ماه های چهار سیاره ی غول پیکر. اندازه ها و فاصله های هر یک از ماه ها متناسب با لگاریتم جرم آن ها و فاصله شان از مرکز سیاره است. توده ای از اجرام کوچک درست بیرون از حد رُش به چشم می خورد، و افزایش جرم با دوری از حد رُش هم برای کیوان، اورانوس و نپتون به روشنی دیده می شود. این نشان می دهد که این ماه ها از گستش حلقه های بزرگ باستانی در آن سوی حد رُش سیاره پدید آمده اند.
استثناها
کریدا اشاره کرد که همه ی ماه های منظومه ی خورشیدی با مدل تازه سازگار نیستند. یاپتوس و تیتان، ماه های بزرگ کیوان، احتمالن در جوانی کیوان از قرص گازی پیرامون آن پدید آمده اند. پس از چند میلیون سال، این گاز پراکنده شده و تنها حلقه هایی به جای ماندند که بقیه ی ماه های کوچک تر را ساختند [حلقه هایی از ذرات سنگ و خاک].

سیاره ی مشتری استثنای دیگر این مدل است. در جایگیری ماه های مشتری، ماه ها هر چه دورتر می شوند کوچک تر نمی شوند. کریدا گفت: «نامعقول نیست اگر در نظر بگیریم که ماه های مشتری طی فرآیندی دیگر به وجود آمده اند. شاید مشتری هرگز حلقه‌ای نداشته.»

برداشت هنری از اورانوس با حلقه هایش، در حال پدید آوردن
سامانه ی ماه های آن.
وی اشاره می کند که این بزرگ ترین سیاره ی منظومه ی خورشیدی شاید نخستین سیاره ای بوده که از درون قرص گازی پیرامون خورشید بیرون آمده و قرص خودش را پدید آورده باشد. همان نقطه های ویژه هم احتمالن به شکل گیری ماه ها درون قرص گاز پیرامون این سیاره ی غول پیکر انجامید.

ماهِ سیاره ی زمین هم که احتمالن در پی یک برخورد در آغاز تاریخ منظومه ی خورشیدی به وجود آمده.

کریدا می گوید: «ولی همه ی برخوردهای سهمگین به پیدایش حلقه ها نمی انجامند. اصلن شاید چنین چیزی برای ناهید و تیر هرگز روی نداده باشد.»
واژه نامه:
ring - planet - solar system - moon - natural satellite - Aurélien Crida - Sébastien Charnoz - Saturn - asteroid - protoplanet - gas giant - sun - Jupiter - Uranus - Neptune - ringed planet - Pluto - dwarf planet - Charon - Earth - comet - Science - Roche limi - Iapetus - Titan - gas disk - giant impact - Venus - Mercury - satellite system - logarithm

منبع: SPACE.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه