مشتری نخستین سیاره منظومه خورشیدی بود

مشتری یک توپ بولینگ تمام عیار است. همسنجی میان شهاب‌سنگ‌ها نشان داده که این سیاره در روزگار جوانی مسیری در سامانه‌ی خورشیدی گشوده بود که سیارک‌ها را به دو خانواده‌ی متفاوت تقسیم کرد؛ و این کار را هم در یک میلیون سال نخست پیدایش سامانه‌ی خورشیدی انجام داده بود، بنابراین دستکم در ۴ میلیارد سال پیش، مشتری یک جرم غول‌پیکر بوده است.

شهاب‌سنگ‌هایی که روی زمین یافته شده‌اند، بسته به این که از درون مدار مشتری آمده باشند یا بیرون آن، دارای ویژگی‌های متفاوتی از ایزوتوپ‌های عنصرها هستند. تفاوت این سنگ‌ها را حتی می‌شود در خرده‌سیاره‌هایی که در یک میلیون سال آغاز پیدایش سامانه‌ی خورشیدی تشکیل شده بودند هم دید، بنابراین آنها می‌بایست پیش از این تاریخ از این خرده‌سیاره‌ها جدا شده باشند.

مشتری برای پدید آوردن چنین شکاف بزرگی در قرص پیش‌سیاره ای (ابری از گاز و غبار فشرده که خورشید جوان را در بر گرفته بود) می‌بایست دارای هسته‌ای به جرم ۲۰ برابر جرم زمین بوده باشد. این پژوهش تازه‌ی شهاب‌سنگ‌ها که توسط توماس کرویر از دانشگاه مونستر آلمان و همکارانش انجام شده نشان می‌دهد که مشتری می‌بایست در همان یک میلیون سال نخستِ سامانه‌ی خورشیدی به چنین جرمی رسیده باشد.

جوان تفرقه‌انداز 

باور بر اینست که پیدایش مشتری هم مانند دیگر غول‌های گازی بوده: نخست هسته‌ی سنگی آن درست شد، سپس کم کم مواد قرص گاز و غبار پیرامون خورشید را بر خود برافزود (برافزایش مواد)، و در پایان پوششی گازی برای خود درست کرد.

گروه کرویر ۱۹ شهاب‌سنگ آهنی روی زمین را بررسی کردند که خاستگاه همگی، اجرام کوچکی بودند که نزدیک مشتری پدید آمده بودند. ایزوتوپ‌های عنصرهای درون سنگ‌هایی که درون مدار مشتری پدید آمده بودند دارای عنصرهای بیشتری از گونه‌ای بودند که به آرامی در ستارگان ساخته می‌شود. ولی آنهایی که بیرون از مدار مشتری پدید آمده بودند سرشار از عنصرهای سنگینی بودند که سریع‌تر در شرایط پرانرژی درست می‌شوند.

فرانسیس نیمو از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا کروز می‌گوید: «این برچسب‌های ایزوتوپی یادگار ذرات بسیار ریز غبار هستند. به هر گونه، باید شرایطی فراهم بوده باشد که در آن، این ذرات ریز غبار در یک بخش سامانه‌ی خورشیدی به هم پیوستند ولی در بخش دیگر نه.»

برخی از ایزوتوپ‌های درون شهاب‌سنگ‌های بیرون مدار مشتری بیش از نیم میلیون سال جوان‌ترند، که معنایش اینست که پس از دو بخش شدن قرص توسط مشتری، این سنگ‌ها هم نتوانستند از شکاف گذشته و به بخش درونی بیایند.

جاناتان لونین از دانشگاه کرنل در نیویورک می‌گوید: «ما نیاز به شواهدی بیشتری درباره‌ی جایگاه پیدایش این دو دسته شهاب‌سنگ داریم- یکی درون مدار مشتری و دیگری بیرون از آن. ولی این سنجش بسیار خوبی است.»

گردش بزرگ

این پژوهش از یکی از نظریه‌های پیشرو درباره‌ی روزگار آغازین سامانه‌ی خورشیدی پشتیبانی می‌کند: فرضیه‌ی "گردش بزرگ". این پژوهش تایید می‌کند که مشتری چند میلیون سال پیش از کیوان (زحل) پدید آمد و جرم هنگفتش او را به سوی خورشید کوچاند. ولی کیوان که شکل گرفت، با گرانش خود مشتری را از نابودی توسط خورشید نجات داده و به بخش بیرونی سامانه‌ی خورشیدی برگرداند.

دو جابجایی مشتری در سامانه‌ی خورشیدی به این معناست که این سیاره دو بار به کمربند سیارک‌ها برخورد کرد، دو گونه‌ی اجرام درون آن [که خودش از هم جدا کرده بود] را با هم مخلوط کرد و کمربند کنونی و به خوبی در هم آمیخته‌ی امروزی را به جا گذاشت.

نیمومی‌گوید: «نکته‌ی به راستی خیره‌کننده اینست که نظریه‌ی "گردش بزرگ" پیش از آن که کسی درباره‌ی این ایزوتو‌پ‌ها چیزی بداند پیشنهاد شده بود، ولی به نظر می‌رسد ایزوتوپ‌ها به خوبی با گردش بزرگ همخوانی دارند.» [در اینجا بخوانید: * سرگردانی مشتری سرنوشت منظومه خورشیدی را تغییر داد]

وی می‌افزاید: «این یک نظریه‌ی به راستی شسته رفته است، و من فکر می‌کنم می‌تواند درست باشد.»

این پژوهش در هفته‌نامه‌ی آکادمی ملی علوم منتشر شده است.

---------------------------------------------

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

bowling ball - meteorite - Jupiter - solar system - Earth - isotope - element - planetesimal - protoplanetary disk - core - Thomas Kruijer - University of Münster - Germany - gas giant - star - Francis Nimmo - University of California - Santa Cruz - Jonathan Lunine - Cornell University - New York - grand tack - Saturn - sun - stellar destruction - asteroid belt - Proceedings of the National Academy of Sciences

منبع: newscientist

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان