تاثیر برخوردهای فضایی بر شكل گیری سیارات

تاثیر برخوردهای فضایی بر شكل گیری سیارات نیو وبلاگ: منظومه شمسی اولیه یك مكان خشن و پر هرج و مرج بوده كه زباله های فضایی آن به سیارات در حال رشد برخورد می كردند. گاهی اوقات این مواد(زباله های فضایی) با سیاره تازه متولد شده برخورد می كردند و آنرا از بین می بردند. حالا، تحقیقات جدید در مورد این برخوردها به روشن ساختن سوژه چگونگی به وجود آمدن سیارات در سیستم اولیه خورشیدی كمك كرده است.


به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، مدل های سیاره ای بسیار پیچیده هستند و این مساله نیز دانشمندان را ملزم می سازد تا آنچه را كه در یك سیاره رو به رشد در مقاطع زمانی مختلف(چند روز تا میلیون ها سال) در آن اتفاق می افتد را بررسی نمایند.
در گذشته، اخترشناسان فرض می كردند همه مواد چه مواد ضربه زننده و چه جرمی كه مورد ضربه یا برخورد قرار می گرفت در یك جرم واحد ادغام شده اند كه این یك برداشت غیر واقع بینانه از این مسئله بود برای اینكه برخی اجرام به احتمال زیاد به فضا برتاب شده و گم می شدند. اما از آنجائیكه كامپیوتر های گذشته قدرت محاسباتی كمتری داشتند، دانشمندان مجبور به ساده سازی می شدند. در دهه گذشته پیشرفت در قدرت محاسباتی به پژوهشگران اجازه داده است تا سناریوهای برخورد واقع بینانه تر را مطالعه كنند اما حالا دانشمندان می توانند "برخوردهای تصادفی و بازگشتی"(hit-and-run collisions) را الگوبرداری كنند و برخورد دو جسم آسمانی هنگام عبور از كنار یكدیگر را بطور جامع بررسی نمایند و دریابند كه در اثر برخورد دو سیاره تازه متولد شده بایكدیگر حتی امكان دارد این سیارات نابود نیز شوند.
این "برخوردهای" ناقص یا آشفته نه تنها بر چگونگی رشد سیارات بزرگ بلكه بر توضیح ساختارمدار آنها به پژوهشگران نیز كمك می نماید. "مت كلمنت"(Matt Clement) نویسنده این مطالعه از "دانشگاه اوكلاهما" (University of Oklahoma) اظهار داشت: بررسی تأثیرات ناشی از ضربه و اختلالات گرانشی در مدلها منجر به درك بهتری از مدارهای سیاره زمین و زهره می شود.
رقص سیارات غول پیكر(dance of the giant planets) مانند سیاره مشتری، زحل، اورانوس و نپتون بعد از تولد منظومه شمسی یك رمز و راز باقی مانده است. در گذشته، اخترشناسان تصور می كردند كه سیارات همه تقریباً در جایی كه امروز در مدار خود قرار می گیرند، شكل گرفته اند اما نخستین كشفیات سیارات فراخورشیدی موجب تغییر پارادایم شد. برای اینكه دانشمندان فهمیدند كه سیارات غالباً بعد از تولدشان مهاجرت می كنند. مشاهدات منظومه شمسی نشان میدهد كه همه چیز در اوایل آن چنان آرام نبوده است. شكل كمربند كویپر(ناحیه ای در حاشیه منظومه شمسی) و اندازه غیرمنتظره كوچك مریخ شواهدی را ارائه می دهند كه نشان میدهد سیارات بیرونی از گذشته تابحال تغییرات بسیاری كرده اند. برای چندین دهه دانشمندان تلاش نموده اند تا اطلاعاتی را در مورد مكان های آغاز سیارات و چگونگی تعامل آنها با یكدیگر در ایام آغازین كسب كنند. سیارات از دیسك گاز و بقایای باقی مانده بعد از شكل گیری ستاره آنها تشكیل می شوند. نیروهای گرانشی اجرام به هم می رسند تا سیارات را بسازند. هنگامی كه یك هسته بزرگ سیاره ای شكل گرفت، می تواند سریع تر از سیارات كوچك تر زمین سان خود، گاز را از دیسك بخورد و به سرعت گسترش یابد.
اما چه اتفاقی می افتد كه گاز در اثر تابش ستاره ای منفجر شود؟ مدل "نیس" (Nice model) مدعی اصلی پیشرو در شكل گیری سیاره ای است. در سال ۲۰۰۵، پژوهشگران پیشنهاد كردند كه نپتون و اورانوس به خورشید نزدیك تر می شوند و نپتون درونی ترین سیاره و نزدیك ترین سیاره به خورشید در میان این دو سیاره است. این دو توسط نیروی گرانش به یكدیگر گره خورده اند و برخی اوقات این نیرو آنها را به سمت بیرون می كشاند و موجب تغییر مكان آنها می شود. در همین بین، آنها زباله های فضایی یخی كمربند كویپر را به سمت داخل و به سمت سیارات زمین سان كوچكتر نیز پرتاب می كنند.
سیاره زمین سان یا سیاره سنگی یا سیاره زمینی(Terrestrial planet) سیاره ای است كه بیش تر از سنگ های سیلیكاتی یا فلزها ساخته شده است. این سیاره ها ساختار صُلب و صخره ای مانند زمین دارند. در سامانه خورشیدی چهار سیاره زمین سان عطارد، زهره، زمین و مریخ وجود دارد كه «سیاره های درونی» نامیده می شوند. سیاره های زمین سان دارای سطحی جامد هستند كه در مقابل غول های گازی قرار دارند كه بخش بیش تر آنها از هیدروژن، هلیوم و آب ساخته شده است كه در حالت های فیزیكی گوناگونی قرار دارند.
در ابتدا دانشمندان پیشنهاد دادند كه این رقص در حدود ۳.۹ میلیارد سال پیش، تنها ۴۵۰ میلیون سال بعد از اتمام تشكیل سیارات صورت گرفته است. این تاخیر موجب می شود تا مواد پرتاب شده به سمت داخل با آخرین بمباران سنگین (LHB) یا پیشامد قمری همخوانی داشته باشد. اما در سال های اخیر، شواهد نشان میدهد كه آخرین بمباران سنگین ممكنست اتفاقی رخ نداده باشد.
آخرین بمباران سنگین(LHB) یا پیشامد قمری دوره ای بود كه از حدود ۴ تا ۳٬۸ میلیارد سال پیش به درازا كشید و طی آن برخورد شهاب سنگ ها به بخش درونی منظومه خورشیدی(كره زمین و دیگر سیاره ها و ماه هایشان) بسیار بیشتر از حد رایج آن بود. وجود چنین دوره ای بوسیله بررسی دیرینگی دهانه های برخوردی سطح كره ماه و سنگ هایی كه فضاپیماهای آپولو با خود از ماه آورده اند كشف شد. پژوهش ها نشان دادند كه شمار فراوانی از این دهانه ها در این دوره تشكیل شده اند.
ایده آخرین بمباران سنگین برای نخستین بار در دوره "آپولو" پدیدار شد، هنگامی كه نمونه های جمع آوری شده از نقاط مختلف روی سطح ماه به نظر می رسید كه حدود ۳.۹ میلیارد سال قدمت دارند. در یك منظومه شمسی ساده، میزان زباله های حاصل از تشكیل سیاره به آرامی كاهش پیدا می كند برای اینكه به سیارات برخورد می كند یعنی یا با خورشید برخورد می كنند یا به فضای بین ستاره ای منتقل می شود. اما مشاهدات دقیق تر ماه، همراه با تكنیك های بهتر برای تاریخ یابی نمونه ها نشان میدهد كه خیلی از نمونه های ماه ممكنست دارای یك منبع واحد باشند. بااینكه فضانوردان نمونه هایی از مناطق مختلفی را در سطح ماه همچون دریای رگبارها(Mare Imbrium)و دریای آرامی(Mare Serenitatis)جمع آوری كردند، اما حالا بنظر می رسد كه یك ضربه بزرگ ممكنست قطعه های رگبارها را در سطح ماه منفجر و قطعات را در سطح ماه پرتاب كند.
دریای رگبارها یكی از دریاوارهای كره ماه است. دریای رگبارها در اثر روان شدن گدازه ها به درون یك گودال برخوردی پدید آمده است. این گودال، خود در اثر برخورد یك جرم بسیار عظیم به سطح ماه در گذشته های دور پدید آمده است. دریاوارهای ماه سطح هموارتری نسبت به دیگر آبگیروارهای ماه دارند برای اینكه گدازه وارد شده به آنها خیلی از ناهمواری ها را پوشانده است. ولی سطح دریای رگبارها به همواری اولیه خود نیست برای اینكه رخدادهای بعدی ناهمواری هایی در آن به وجود آورده است.
دریای آرامی نیز یكی از دریاوارهای كرهٔ ماه است. این دریاوار در جنب شرقی دریای رگبارها واقع شده و ۷۰۷ كیلومتر قطر دارد. دریای آرامی در حوضهٔ آرامی قرار دارد و از نظر زمین شناسی ماه مربوط به دورهٔ شهدی می شود. بازالت بیشتر سطح این دریاوار را پوشانده و تا دریاچه رویاها نیز ادامه دارد.
كلمنت اظهار داشت: حالا كه تصاویر بهتری از این مناطق داریم، واضح است كه دریای آرامی توسط زباله های دریای رگبارها از بین رفته و احتمالاً بسیار قدیمی تر از دریای رگبارها نیز است. در یك مطالعه قبلی، كلمنت و همكارانش دریافتند كه این بی ثباتی دیر هنگام برای سیارات زمین سان به وجود نمی آید. برخورد سیارات زمین سان با یكدیگر اغلب آنها را نابود می كرد و مریخ و عطارد غالباً از مدارشان بیرون می شدند. با عنایت به شواهدی در خصوص اینكه رقص اورانوس و نپتون تقریباً بلافاصله بعد از ناپدید شدن گاز رخ داده است، كلمنت و تیم وی تصمیم گرفتند با برخورد دقیق تر مدل سیاره ای را شكل دهند. هنگامی كه یك جرم كوچك در یك ماده بزرگ تر جریان پیدا می كند، تقریباً تمام مواد آن توسط ماده بزرگتر درگیر می شوند. اما وقتی دو جرم از نظر اندازه نزدیك تر هستند این مسئله كمتر رخ می دهد. ایجاد زباله های فضایی می تواند بر میزان ریزش مواد روی كره زمین و همین طور تكانه زاویه ای تأثیر بگذارد.
كلمنت اظهار داشت: در منظومه شمسی واقعی، مدار سیارات زمین سان- خصوصاً زمین و زهره در مقایسه با نتایج مدلهای شكل گیری كه مدارهای بیضوی بسیار بیشتری را پیش بینی می كنند، به طور شایان توجهی دایره ای هستند.
سیارات زمین سان در منظومه شمسی ما نیز دارای شیب كم یا زاویه ای بین صفحه مداری سیاره و استوا خورشید هستند. در مدلهای شكل گیری منظومه شمسی، سیاره سرخ به طرز قابل توجهی بزرگتر از امروز بوده است.
در قرن قبل، ستاره شناسان با مشكل "مریخ كوچك" دست و پنجه نرم می كردند. در مدلهای شكل گیری منظومه شمسی، سیاره سرخ به شكل قابل توجهی بزرگتر از امروز بوده است. اما مریخ تنها در حدود ۱۰٪ جرم زمین را دارا است. كلمنت اظهار داشت: هنگامی كه منظومه شمسی بسیار جوان بود، مریخ تنها در چند میلیون سال به اندازه فعلی خود رشد كرد و به دلایلی متوقف گردید و بزرگترن شد. در این مدت، زمین و زهره برای حدود ۱۰۰ میلیون سال دیگر بزرگتر شدند. مدل نیس توضیحات بالقوه ای برای غلبه بر آن موانع با تقارن منظومه شمسی درونی عرضه كرده است. بر طبق شبیه سازی های قبلی، سیاره سرخ هنگامی كه شكل گرفت، تنها نبود و توسط چندین سیاره به اندازه خود احاطه شده بود. ناپایداری سیارات غول پیكر خیلی از این اجرام شبیه مریخ را از منظومه شمسی خارج می كند و مانع از جمع شدن آنها برای ایجاد یك دنیای بزرگتر می شود.
پژوهشگران این مطالعه قصد دارند مطالعه تكامل قطعات باقیمانده را ادامه دهند. آنها امیدوارند كه مقایسه داده های این مطالعه با برخوردهای سطح ماه، بینشی از نحوه شكل گیری سیارات و همین طور سرنخ هایی در مورد تكامل كمربند سیارك ها نشان دهد. كمربند سیارك ها یا كمربند اصلی یا كمربند اصلی سیارك ها یك قرص پیرا-ستاره ای و منطقه ای در منظومه خورشیدی است كه حدوداً در بین مدارهای مریخ و مشتری واقع شده است. در این منطقه تعداد بسیار زیادی اجرام فضایی با شكل های نامنظم قرار گرفته اند كه سیارك یا ریزسیاره نامیده می شوند.
یافته های این مطالعه در مجله "Icarus" منتشر گردید.




منبع:

1398/08/13
23:46:22
5.0 / 5
23
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۷ بعلاوه ۴
newweblog.ir - حقوق مالکیت معنوی سایت نیو وبلاگ محفوظ است

نیو وبلاگ

وبلاگ عمومی