دو برابر اندازه و ۵۰ برابر قدرت؛ رازهای دوران اولیه مشتری آشکار شد!

مشتری همیشه سیاره‌ای که امروز می‌شناسیم نبوده است؛ زمانی دو برابر بزرگ‌تر، میدان مغناطیسی‌اش ۵۰ برابر قوی‌تر بود و قدرت اولیه آن، معماری منظومه شمسی ما را شکل داد. اکنون دانشمندان با استفاده از مدار دو قمر کوچک داخلی، تصویری از دوران پرآشوب جوانی مشتری را مهندسی معکوس کرده‌اند، از ابهامات رایج دوری کرده و جزئیات زنده‌ای به داستان پیدایش کیهانی ما افزوده‌اند!

نقش مشتری در شکل‌دهی منظومه شمسی

دوران ابتدایی مشتری، سرنخ‌های قدرتمندی در مورد چگونگی پیدایش منظومه شمسی ما در خود دارد. مشتری که اغلب “معمار” سیارات نامیده می‌شود، با گرانش عظیم خود به شکل‌گیری مدار همسایگانش کمک کرد و قرص چرخان گاز و غباری را که در نهایت خانواده سیاره‌ای خورشید را تشکیل داد، تراشید.

اکنون، مطالعه جدیدی که در ۲۰ می در مجله Nature Astronomy منتشر شده است، نگاهی عمیق‌تر به آغاز مرموز مشتری می‌اندازد. محققان، کنستانتین باتیگین از کَلتِک و فرد سی. آدامز از دانشگاه میشیگان، شکل باستانی این غول گازی را تا یک دوره محوری حدود ۳.۸ میلیون سال پس از ظهور اولین ذرات جامد در منظومه شمسی ردیابی کرده‌اند. این لحظه، نشان‌دهنده محو شدن سحابی پیش‌سیاره‌ای – ابر غول‌پیکر مواد که خورشید نوزاد را احاطه کرده بود – است.

در آن زمان، مشتری یک غول کیهانی حتی بزرگ‌تر از امروز بود. بر اساس محاسبات محققان، تقریباً دو برابر اندازه فعلی خود و میدان مغناطیسی آن حدود ۵۰ برابر قوی‌تر از چیزی بود که اکنون می‌بینیم.

باتیگین می‌گوید:

هدف نهایی ما درک این است که از کجا آمده‌ایم، و تعیین مراحل اولیه شکل‌گیری سیارات برای حل این معما ضروری است. این ما را به درک چگونگی شکل‌گیری نه تنها مشتری، بلکه کل منظومه شمسی نزدیک‌تر می‌کند.

ردیابی منشأ از طریق قمرها

این تیم برای کشف وضعیت اولیه مشتری، به برخی از کوچک‌ترین و نزدیک‌ترین قمرهای آن، آمالتئا و تبه، نگاه کردند. این قمرهای کوچک حتی نزدیک‌تر از آیو، کوچک‌ترین قمر از چهار قمر بزرگ گالیله‌ای مشتری، به این سیاره می‌چرخند.

جالب اینجاست که آمالتئا و تبه در مسیرهای کاملاً مسطحی حرکت نمی‌کنند. انحرافات جزئی آن‌ها سرنخ‌های ارزشمندی را در اختیار محققان قرار داد. باتیگین و آدامز با مطالعه این لرزش‌های مداری ظریف، توانستند به عقب برگردند و تخمین بزنند که مشتری در گذشته چقدر بزرگ و قدرتمند بوده است.

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که مشتری اولیه حجمی معادل بیش از ۲۰۰۰ زمین داشته و در یک میدان مغناطیسی پیچیده شده بود که به اندازه‌ای قوی بود که محیط اطراف خود را به طرز چشمگیری شکل دهد.

طنین‌هایی از ۴.۵ میلیارد سال پیش!

آدامز بر اثر قابل توجهی که گذشته بر منظومه شمسی امروزی گذاشته است، تأکید می‌کند:

شگفت‌انگیز است که حتی پس از ۴.۵ میلیارد سال، هنوز سرنخ‌های کافی باقی مانده است تا به ما امکان بازسازی وضعیت فیزیکی مشتری در سپیده‌دم وجودش را بدهد.

نکته مهم این است که این بینش‌ها از طریق محدودیت‌های مستقلی به دست آمده‌اند که از عدم قطعیت‌های سنتی در مدل‌های شکل‌گیری سیارات – که اغلب بر فرضیاتی در مورد کدورت گاز، نرخ تجمع یا جرم هسته عناصر سنگین تکیه دارند – عبور می‌کنند. در عوض، این تیم بر پویایی مداری قمرهای مشتری و حفظ تکانه زاویه‌ای سیاره – کمیت‌هایی که مستقیماً قابل اندازه‌گیری هستند – تمرکز کرد. تجزیه و تحلیل آن‌ها یک تصویر واضح از مشتری در لحظه تبخیر سحابی خورشیدی اطراف، یک نقطه انتقال محوری که در آن مواد سازنده برای تشکیل سیارات ناپدید شدند و معماری اولیه منظومه شمسی تثبیت شد، ارائه می‌دهد.

تکیه بر نظریه‌های شکل‌گیری سیارات

این نتایج جزئیات مهمی را به نظریه‌های موجود در مورد شکل‌گیری سیارات اضافه می‌کند، که نشان می‌دهد مشتری و سایر سیارات غول‌پیکر در اطراف ستارگان دیگر از طریق تجمع هسته، فرآیندی که در آن یک هسته سنگی و یخی به سرعت گاز را جمع می‌کند، شکل گرفته‌اند. این مدل‌های اساسی طی دهه‌ها توسط بسیاری از محققان، از جمله دیو استیونسون از کَلتِک، استاد بازنشسته علوم سیاره‌ای ماروین ال. گلدبرگر، توسعه یافته‌اند. این مطالعه جدید با ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر از اندازه، سرعت چرخش و شرایط مغناطیسی مشتری در یک زمان اولیه و محوری، بر آن بنا نهاده است.

یک معیار جدید در تاریخ خورشیدی

باتیگین تأکید می‌کند که در حالی که لحظات اولیه مشتری همچنان در هاله‌ای از ابهام قرار دارد، تحقیقات کنونی تصویر ما از مراحل مهم تکامل این سیاره را به طور قابل توجهی روشن می‌کند. او می‌گوید:

آنچه ما در اینجا ایجاد کرده‌ایم یک معیار ارزشمند است. نقطه‌ای که از آن می‌توانیم با اطمینان بیشتری تکامل منظومه شمسی خود را بازسازی کنیم.

منبع: Scitechdaily