کشف بقایای بچه سیاره ها در مشتری!
دانشمندان بقایای سیاره های کوچک را در شکم پوشیده از ابر مشتری یافته اند. یافته ای که بحث طولانی در مورد شکل گیری این غول گازی را حل می کند.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، دانشمندان دریافته اند که مشتری مملو از بقایای سیاره های کوچکی است که این سیاره با انبساط خود، آنها را بلعیده تا تبدیل به چنین غول گازی بزرگی شود که امروزه می بینیم. این یافته ها از نخستین نمای واضح از شیمی زیر جو ابری این سیاره به دست آمده است.
با وجود این که مشتری بزرگترین سیاره منظومه شمسی است، اما اطلاعات کمی در مورد عملکرد درونی آن در دسترس می باشد. تلسکوپ ها هزاران تصویر از ابرهای گردابی درحال چرخش در جو فوقانی این غول گازی گرفته اند، اما این طوفان های شبیه به نقاشی های "ون گوگ" در عین حال بعنوان مانعی عمل می کنند که جلوی دید ما را از آنچه در زیر آنها وجود دارد، می گیرد.
"یامیلا میگوئل" اخترفیزیکدان دانشگاه "لیدن" در هلند و محقق ارشد این مطالعه اظهار داشت: مشتری یکی از نخستین سیاراتی بوده که در چند میلیون سال اول، زمانی که منظومه شمسی در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش درحال شکل گیری بوده است، شکل گرفته است. با این وجود، ما تقریباً هیچ چیز قطعی در مورد چگونگی شکل گیری آن نمی دانیم.
محققان در این مطالعه جدید سرانجام توانستند با استفاده از داده های گرانشی جمع آوری شده توسط کاوشگر فضایی "جونو" متعلق به ناسا، تحت پوشش ابری مبهم مشتری را ببینند. این داده ها این تیم تحقیقاتی را قادر ساخت تا مواد سنگی موجود در هسته این سیاره غول پیکر را ترسیم کند که در نهایت، فراوانی شگفت آوری از عناصر سنگین را نشان داد. این ترکیب شیمیایی نشان داده است مشتری برای رشد گسترده اش، سیارات کوچک یا خرده سیاره ها را بلعیده است.
به جرمی متشکل از سنگ، غبار و دیگر موادی که ابر اولیه منظومه خورشیدی ما را تشکیل می دهد، خرده سیاره می گویند. ابعاد خرده سیاره ها از چندین متر تا چند صد کیلومتر متغیر است. این اجرام، در زمان تشکیل سیارات تشکیل شدند و به شکلی میتوان آنها را سیارات کوچک و ریز قلمداد کرد. نظریه خرده سیارات توسط ستاره شناس روسی "ویکتور سافرونوف" عرضه شد که نظریه ای پیرامون چگونگی تشکیل سیارات است.
رشد یک غول گازی
مشتری امکان دارد امروزه غالباً یک توپ متشکل از گاز چرخان باشد، اما زندگی خویش را درست مانند هر سیاره دیگری در منظومه شمسی با تجمع مواد سنگی شروع کرده است. همانطور که گرانش سیاره سنگ ها را بیشتر و بیشتر می کرد، هسته سنگی آن آن قدر متراکم شد که آغاز به جذب مقادیر زیادی گاز از فواصل دور - به طور عمده هیدروژن و هلیوم باقیمانده از تولد خورشید - کرد تا جوِ عظیمِ پر از گازِ آنرا تشکیل دهد.
دو نظریه در مورد این که مشتری چگونه مواد سنگی اولیه خویش را جمع آوری کرده است، وجود دارد. یک نظریه این است که مشتری میلیاردها سنگ فضایی کوچک تر را جمع کرده است که اخترشناسان به آنها لقب "سنگریزه" داده اند. باآنکه این سنگ ها احتمالا از نظر اندازه به تخته سنگ ها نزدیک تر هستند تا سنگریزه هایی که در نظر ما تصور می شود.
نظریه دیگر که توسط یافته های مطالعه جدید پشتیبانی می شود، این است که هسته مشتری از جذب خیلی از سیاره های کوچک تشکیل شده است.
با این وجود تا به این لحظه نمی توان به صورت قطعی اظهار داشت که کدام یک از این نظریه ها درست هستند. "میگوئل" می گوید: از آنجاییکه نمی توانیم مستقیماً نحوه شکل گیری مشتری را مشاهده نماییم، باید قطعات پازل را با اطلاعاتی که امروز داریم، کنار هم قرار دهیم و این کار آسانی نیست.
کاوش مشتری
محققان برای کوشش برای حل این بحث، باید تصویری از درون مشتری بسازند. "میگوئل" می گوید: اینجا روی زمین، ما از لرزه نگارها و زلزله برای مطالعه فضای داخلی سیاره استفاده می نماییم. اما مشتری هیچ سطحی برای قرار دادن چنین وسایلی روی آن ندارد و به هر حال بعید است که هسته مشتری فعالیت تکتونیکی زیادی داشته باشد.
در عوض، محققان مدلهای کامپیوتری از درون مشتری را با ترکیب داده هایی که به طور عمده توسط کاوشگر "جونو" جمع آوری شده بود و همینطور بعضی از داده های کاوشگر "گالیله" ساختند. کاوشگرها میدان گرانشی این سیاره را در نقاط مختلف اطراف مدار آن اندازه گیری کرده اند و داده ها نشان داد که مواد سنگی برافراشته شده توسط مشتری دارای غلظت بالایی از عناصر سنگین است که جامدات متراکم را می سازند و بنابراین، اثر گرانشی قوی تری نسبت به اتمسفر گازی دارند. این داده ها تیم را قادر ساخت تا تغییرات جزئی در گرانش این سیاره را ترسیم کنند و به آنها کمک کرد تا ببینند مواد سنگی در کجای این سیاره قرار دارند.
"میگوئل" می گوید: "جونو" داده های گرانشی بسیار دقیقی را عرضه کرد که به ما کمک کرد توزیع مواد را درون مشتری مشخص نماییم. این ها داده های بسیار منحصربه فردی بودند که ما فقط می توانستیم با فضاپیمایی که به دور این سیاره می چرخد، به دست آوردیم.
مدلهای این تیم تحقیقاتی نشان داد که معادل ۱۱ تا ۳۰ جرم زمین از عناصر سنگین در مشتری(۳ تا ۹ درصد جرم مشتری) وجود دارد که خیلی بیشتر از حد انتظار است.
سنگریزه ها در مقابل خرده سیاره ها
"میگوئل" می گوید، مدلهای جدید به منشأ سیاره خواری مشتری اشاره می کنند، چونکه نظریه تجمع سنگریزه نمی تواند چنین غلظت بالایی از عناصر سنگین را توضیح دهد. اگر مشتری در ابتدا از سنگریزه ها تشکیل شده بود، شروع نهایی فرایند برافزایش گاز، زمانی که سیاره به اندازه کافی بزرگ شد، بلافاصله به مرحله تجمع سنگی آخر می داد.
وی توضیح داد که این به این علت است که لایه ی درحال رشد گاز، یک مانع فشار بوجود می آورد که مانع از کشیده شدن سنگریزه های اضافی به داخل سیاره می شود. این مرحله برافزایش صخره ای محدود شده احتمالا به مشتری، فراوانی فلزات سنگین یا فلزی بودن بسیار کمتری نسبت به آنچه محققان محاسبه کرده اند، می دهد.
با این وجود، خرده سیاره ها حتی بعد از شروع فاز برافزایش گاز می توانستند به هسته مشتری برخورد کنند. این به این علت است که نیروی گرانشی روی سنگ ها بیشتر از فشاری است که گاز اعمال می کند.
به قول محققان، این برافزایش همزمان مواد سنگی و گاز عرضه شده توسط نظریه خرده سیاره ها تنها توضیح ممکن برای وجود سطوح بالایی از عناصر سنگین در مشتری است.
این مطالعه همینطور یک یافته جالب دیگر را نشان داد که بر مبنای آن، درون مشتری به خوبی با جو بالایی آن مخلوط نمی گردد، یافته ای که برخلاف آن چیزی است که دانشمندان تابحال تصور می کردند. مدل جدید از درون مشتری نشان داده است که عناصر سنگینی که این سیاره جذب کرده است تا حد زیادی نزدیک به هسته آن و جو زیرین آن باقی مانده است.
محققان تصور می کردند که همرفت، جو مشتری را به هم می ریزد، به صورتی که گاز داغ تر در نزدیکی هسته سیاره پیش از سرد شدن و سقوط باردیگر به جو بیرونی می رود که اگر اینطور بود، عناصر سنگین به صورت یکنواخت در سرتاسر جو مخلوط می شدند.
"میگوئل" می گوید با این وجود، امکان دارد مناطق خاصی از مشتری اثر همرفتی کوچکی داشته باشند و تحقیقات بیشتری برای تعیین دقیق آنچه در جو این غول گازی درحال وقوع است، مورد نیاز است.
یافته های محققان همینطور می تواند داستان منشأ سیارات دیگر منظومه شمسی را تغییر دهد. "میگوئل" اظهار داشت: مشتری تاثیرگذارترین سیاره در شکل گیری منظومه شمسی بوده است.
وی اضافه کرد که کشش گرانشی مشتری به شکل دادن به اندازه و مدار همسایگان کیهانی کمک کرده است و ازاین رو تعیین چگونگی به وجود آمدن آن تأثیرات مهمی برای سیارات دیگر دارد. این یافته ها همینطور منشا خرده سیاره ای بالقوه را برای دیگر غول های گازی منظومه شمسی شامل زحل، اورانوس و نپتون نشان داده است.
سایر دنیاهای گازی در سایر منظومه های ستاره ای هم امکان دارد با بلعیدن خرده سیاره ها به جای سنگریزه ها شکل گرفته باشند که به این مفهوم است که آنها امکان دارد فلزی بیشتر از آنچه ظاهرشان نشان می دهد، داشته باشند.
به قول محققان، ازاین رو مهم می باشد که وقتی این جهان های جدید را که با استفاده از تلسکوپ "جیمز وب" ناسا کاوش می شوند، پیدا می نماییم، آنها را بر مبنای پوشش های ابری آنها قضاوت نکنیم.
این مطالعه در مجله Astronomy and Astrophysics انتشار یافته است.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب