زمین تخت نیست اما یک سیاره بزرگ تر تخت بوده - علیرضا و محسن

به گزارش علیرضا و محسن، بر اساس داده های یک شبیه سازی نو، سیاره مشتری در شروع شکل گیری به شکل تقریبا تخت و اسمارتیز مانند درآمده بود.

شکل گیری سیاره ها همواره طبق تصور ما پیش نمی رود. شبیه سازی های نو نشان می دهند سیاره های بزرگی که دور از ستاره های والد خود شکل می گیرند، حیات خود را به شکل کروی آغاز نمی نمایند، بلکه بیشتر به دیسکی تخت شبیه به پنکیک پفکی یا اسمارتیز شباهت دارند. این پیش سیاره ها در حین چرخیدن به تدریج مواد را به خود جذب می نمایند و در نهایت به شکل آشنای کروی درمی آیند.

یافته نو حاصل پژوهش آدام فنتون و دیمیتریس استاماتلوس، اخترفیزیکدان های دانشگاه لانکشایر مرکزی است و می تواند دیدگاه هایی نو را درباره چگونگی شکل گیری سیاره ها در دیسک آشفته گاز و غباری اطراف ستاره نوزاد ارائه دهد. به گفته استاماتلوس: مدت زیادی است در حال مطالعه چگونگی شکل گیری سیاره ها هستیم، اما هرگز تصور نمی کردیم به شکل اولیه سیاره های در حال شکل گیری در شبیه سازی ها برسیم. همواره فکر می کردیم سیاره ها از ابتدا کروی باشند. این سیاره های نوزاد بیشتر به اسمارتیز شبیه هستند.

گرچه تا به امروز بیش از 5500 سیاره فراخورشیدی را در راه شیری کشف کردیم، هنوز از چگونگی شکل گیری آن ها اطمینان نداریم. ستاره ها از توده بزرگ ابر متراکم گاز و غبار شکل می گیرند؛ این توده تحت گرانش خود دچار فروپاشی شده و آغاز به چرخیدن می نماید. مواد اطراف آن× دیسکی را تشکیل می دهند که به شکل گیری ستاره نوزاد و رشد آن منجر می گردد.

از طرفی کل دیسک جذب ستاره نمی گردد. به جای مانده مواد آن منظومه سیاره ای را شکل می دهد که شامل سیاره ها، دنباله دارها، سیارک ها و قمرها است؛ اما چگونه مواد داخل دیسک کنار هم جمع می شوند؟ برای سیاره های سنگی کوچک تری مثل زمین، زهره، مریخ و عطارد، توده های سنگی به یکدیگر می چسبند و تا زمان شکل گیری سیاره روی هم انباشته می شوند. در ویدئوی زیر می توانید شبیه سازی شکل گیری منظومه سیاره ای را ببینید.

برای سیاره های گازی بزرگ تر، فرآیندی موسوم به ناپایداری دیسک رخ می دهد. طی این فرآیند، دیسک که با سرعت زیادی در حال سرد شدن است به توده هایی تبدیل می گردد که تحت گرانش متراکم و به سیاره تبدیل می شوند.

ناپایداری دیسک فرضیه جذابی است؛ چرا که می تواند عیب های نظریه برافزایش را برای سیاره های بزرگ تری که در مدار دورتری از ستاره شان قرار دارند یا سیاره هایی که به سرعت شکل می گیرند، توجیه کند. فنتون در پی درک بهتری از شکل گیری سیاره ای در فرضیه ناپایداری دیسک، شبیه سازی های پیچیده ای را طراحی و اجرا کرد. او در این شبیه سازی ها جنبه های مختلفی از فرآیند مثل چگالی گاز، دما و سرعت اولیه دیسک را تغییر داد.

شبیه سازی چهار پیش سیاره که بر اساس فرضیه ناپایداری دیسک حول ستاره خود شکل می گیرند. سیاره ها و ستاره با یک نقطه سیاه معین شده اند و بخش قرمز نمایشگر مناطقی با چگالی بالاتر است.

بر اساس نتایج شبیه سازی، پیش سیاره های غول گازی در ابتدا و در حین چرخش به شکلی مسطحی درمی آیند که با توجه به نیروی گریز از مرکز و این حقیقت که پیش سیاره توده ای سست از ماده است، منطقی به نظر می رسد. حتی سیاره های فشرده تر منظومه شمسی دارای برآمدگی های گریز از مرکز در بخش استوای خود هستند.

شبیه سازی ها بعلاوه نشان می دهند که مواد عمدتا در قطب های پیش سیاره رو به رشد انباشته می شوند تا اطراف استوای آن. هنوز معین نیست یافته ها چه معنایی برای مدل برافزایش هسته دارند، اما پژوهش ها نشان می دهند ویژگی های پیش سیاره تعبیه شده در دیسک سیاره ای می تواند بر اساس زاویه دید تغییر کند. از کنار، شکل پنکیک مانند آشکارتر است، اما از بالا ممکن است آن را با کره اشتباه بگیرید. با بهبود رصد سیاره های در حال رشد چگونگی تفسیر آن ها اهمیت بالایی پیدا می نماید.

5858