قلب کوچک مشتری !

[∆ MeRzaD ∆]

شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهند چرا مشتری که به عنوان بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی شناخته شده است، قلب نسبتا کوچکی دارد. همچنین، این شبیه‌سازی‌ها تصویری وحشتناک از دوران آغازین زندگی منظومه شمسی را به نمایش می‌گذارد. در آن زمان، اَبَرزمین‌های1 سنگی و پُرجرم، به غول‌های گازی برخورد می‌کردند.

گمان می‌رود که زحل و مشتری، حیات خود را با جرم حداقل چند برابر زمین به صورت جهان‌های سنگی شروع کرده‌اند. سپس گرانش آنها باعث جذب گاز از سحابی اولیه  و تشکیل جوی چگال برای آنها شد.

اگر این فرضیه را بپذیریم، همه غول‌های گازی باید هسته‌هایی تقریبا هم اندازه داشته باشند. اما اندازه گیری‌های انجام شده نشان می‌دهند که هسته مشتری تنها 2 تا 10 برابر زمین وزن دارد، درحالی‌که وزن هسته زحل 15 تا30  برابر زمین است.

شبیه‌سازی‌های جدیدی که توسط "شولین لی" از دانشگاه پکن در چین و همکارانش صورت گرفت، شاید بتواند علت را شرح دهد. آنها به بررسی نتیجه برخورد یک ابرزمین با جرمی‌ معادل 10 برابر جرم سیاره ما با غولی گازی پرداختند. زمانی‌که جرم سنگی به جو غول گازی برخورد کرد، مانند یک "پن کیک"2، پهن شد و سپس با سرعت به سمت هسته غول حرکت کرد. انرژی ناشی از این برخورد توانست مقدار زیادی از هسته غول‌ گازی  را تبخیر کند. سپس این عناصر سنگین تبخیر شده، با هیدروژن و هلیوم جو غول گازی مخلوط شدند و به این ترتیب بخش کوچکی از هسته باقی ماند. این شبیه‌سازی نه تنها علت کوچک بودن هسته مشتری را شرح می‌داد، بلکه توانست نشان دهد که چرا جو مشتری سرشار از عناصر سنگین است.

سیاره زحل، همچون مشتری، در جو خود مقدار زیادی عناصر سنگین دارد. بررسی‌های این گروه پژوهشی نشان می‌دهد که وجود عناصر سنگین در جو زحل، شاید به سبب برخوردهایی توسط اجرام سنگی کوچک‌تر از زمین باشد که پیش از آن‌که بتوانند به هسته زحل برسند، سرعتشان کم شده و تجزیه و منحل شده‌اند. شبیه‌سازی‌های گروه یادشده، نشان می‌دهد  که این جرمِ منحل شده، یا هسته را سالم و دست نخورده باقی گذاشت یا به صورت بارانی از ذرات کوچک بر روی آن فرود آمد و به جرم هسته اضافه کرد.

"ویلیام هوبارد" از دانشگاه آریزونا می‌گوید: "این فرضیه می‌تواند توضیح جالبی درخصوص علت گوناگونی جرم هسته سیارات غول‌پیکر ارائه دهد."

پژوهش‌های انجام شده نشان می‌دهند که دوران آغازین زندگی منظومه شمسی بسیار پرتلاطم و آشفته بوده است؛ چراکه  پنج تا از هشت سیاره آن، در معرض برخوردهای شدیدی قرار می‌گرفتند که توسط اجرامی‌ با اندازه سیاره و یا کوچک‌تر صورت می‌گرفت. شاید بتوان به وجود آمدن قمر زمین و تغییر شکل نیم‌کره شمالی مریخ را معلول این برخوردها دانست. همان‌طور که می‌دانید، استوای سیاره اورانوس، با مدار آن به دور خورشید زاویه 82 درجه می‌سازد؛ یعنی محور این سیاره تقریبا در صفحه مدار آن قرار دارد. شاید بتوان گفت این برخوردها در این امر تاثیر داشته است، همچنین احتمالا این تصادفات منجر به کند شدن حرکت وضعی سیاره زهره و به وجود آمدن یک قمر برای نپتون شد.

پژوهش‌های انجام شده، همچنین این ایده را تقویت می‌کند که این برخوردها نقش بزرگی را در تعیین خصوصیات سیاره ایفا می‌کنند.

برخوردهای عظیم  نه تنها توانستند علت برخی از تفاوت‌های دیده شده در سیارات منظومه شمسی را شرح دهند، بلکه به توصیف سیستم‌های سیاره‌ای اطراف دیگر ستاره‌ها نیز پرداختند. لین می‌گوید: "این‌گونه برخوردها بسیار رایج‌اند."

برخوردهای خارجی

نتایج به‌دست آمده از پژوهش‌های صورت گرفته، نشان می‌دهد که برخوردهای عظیم تنها مختص به سیارات منظومه شمسی ما نیستند؛ بلکه برخی از سیارات خارج از منظومه شمسی نیز متحمل این برخوردها بوده اند. اندازه و جرم برخی از سیارات خارجی نشان می‌دهد که آنها دارای جوی رقیق اما هسته‌ای بی‌نهایت پرجرم هستند. به عنوان، مثال قلب Corot 13-b  جرمی ‌حداقل 140 برابر جرم زمین دارد.

در سال 2006 ، "ماساهیرو ایکوما" از موسسه فناوری توکیو در ژاپن و همکارانش فرضیه‌ای را  پیشنهاد دادند مبنی بر این که برخورد بین غول‌های گازی، سبب به هم پیوستن هسته‌های آنها شد. ممکن است این فرایند در مورد Corot 13-b روی داده باشد.

شاید این برخوردهای عظیم بر روی دیگر خصوصیات سیارات خارجی تاثیر گذاشته باشد، که از جمله این خصوصیات می‌توان به مدار آنها اشاره کرد. تصور شده است که سیارات در ابتدای زندگی‌شان، مسیرهای دایره‌ای را می‌پیمایند. اما برخی از آنها مدارهای بسیار کشیده‌ای دارند. "داگلاس لین" از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: "ما در حال بررسی علت این پدیده هستیم .