معمای گمشدههای منظومه شمسی؛ آیا دو سیاره ناپدید شدهاند؟
منظومه شمسی یکی از پایدارترین و آشناترین حقایق زندگی بشر است. هر اتفاقی که روی زمین بیفتد، سیارات به گردش خود به دور خورشید ادامه میدهند و الگوهای قابل پیشبینی در آسمان و نظم چشمگیر در صفحه مداری منظومه شمسی ایجاد میکنند. اما ممکن است اوضاع همیشه آنقدر منظم نبوده باشد.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; بر اساس یکی از شناخته شده ترین مدل های شکل گیری منظومه شمسی اولیه که به مدل نیس معروف است، ممکن است زمانی منظومه شمسی دو سیاره بیشتر از امروز داشته باشد. یعنی به جای دو غول یخی فعلی، چهار غول یخی در آنجا حضور داشتند. امروزه فقط اورانوس و نپتون از آن گروه باقی مانده اند.
با این حال، تحقیقات جدیدی که این فرضیه را آزمایش کرد، با مشکل جدی مواجه شده است.
شبیه سازی گذشته ای آشفته
اخترشناسان با شبیهسازی دوره پرآشوب اولیه منظومه شمسی – زمانی که این سیارات فرضی از منظومه خارج شدند – دریافتند که این سناریو پیامدهای خشونتباری برای قمرهای اورانوس دارد. پیامدهایی که با وضعیت فعلی این قمرها سازگاری ندارد.
این یافته نشان می دهد که داستان شکل گیری منظومه شمسی و رسیدن آن به نظم امروزی هنوز کامل نشده و بسیاری از سوالات بی پاسخ مانده است.
تیمی به رهبری اخترفیزیکدان متیو کلمنت در مقاله خود نوشت:
“این نتایج سه پیامد احتمالی دارد.”
1. قمرهای اورانوس در آن دوره متلاطم چندین بار ناپایدار شدند و حتی با یکدیگر برخورد کردند.
2. نسخه فعلی مدل NICE نیاز به بازبینی دارد.
3. منظومه شمسی نتیجه یک مسیر تکاملی بسیار نادر است که در آن برخورد نزدیک بین اورانوس و سایر سیارات غول پیکر تقریباً رخ نداده است.
زمانی که منظومه شمسی شبیه یک ماشین پین بال بود
دانشمندان معتقدند که منظومه شمسی اولیه بسیار آشفته تر از امروز بوده است. در آن زمان، سیارات غول پیکر در حال حرکت در دیسکی از بقایای مواد اولیه منظومه بودند و فعل و انفعالات گرانشی آنها احتمالاً باعث بی ثباتی گسترده در قسمت بیرونی منظومه شده است.
برای توضیح این اختلال گرانشی، محققان مدل NICE را در سال 2005 ارائه کردند.
نسخه های جدید این مدل نشان می دهد که منظومه شمسی ممکن است در ابتدا یک یا حتی دو غول یخی اضافی داشته باشد. در این سناریو، هر شش سیاره غول پیکر از محل اصلی خود جابه جا شدند و این جابجایی موجی از بی ثباتی را در سراسر منظومه ایجاد کرد.
در نهایت، چهار سیاره غول پیکر باقی مانده در مدارهای امروزی خود مستقر شدند و دو سیاره دیگر به فضای بین ستاره ای پرتاب شدند.
چرا قمرهای اورانوس مشکل ساز شدند؟
برای بررسی دقیقتر این فرضیه، محققان سرنوشت قمرهای مشتری و اورانوس را در دو سناریو شبیهسازی کردند:
* وجود یک غول یخی اضافی
* وجود دو غول یخی اضافی
آنها طیف وسیعی از شرایط اولیه ممکن را بررسی کردند. بسیار بیشتر از آنچه در مطالعات قبلی در نظر گرفته شده بود.
نتایج شگفت انگیز بود.
در بیشتر شبیهسازیها، قمرهای اورانوس به شدت آشفته بودند. برخی با هم برخورد کردند، برخی از مدار خارج شدند و برخی دیگر تغییرات چشمگیر مداری را تجربه کردند.
در مقابل، قمرهای مشتری بهتر عمل کردند. اما حفظ منظومه قمری هر دو سیاره به طور همزمان در طول این اختلالات بسیار دشوار بود.
محققان تنها یک سناریو پیدا کردند که در آن تمام قمرهای مشتری و اورانوس از این بی ثباتی جان سالم به در می برند.
دو احتمال بزرگ در برابر دانشمندان
اگر مدل نایس درست باشد، دو توضیح اصلی باقی می ماند:
* منظومه شمسی یک مسیر تکاملی بسیار نادر و بعید را طی کرده است که در آن مشتری و اورانوس تقریباً از برخوردهای شدید در امان مانده اند.
* منظومه فعلی قمرهای اورانوس پس از برخوردها و اختلالات گرانشی عظیم دوباره شکل گرفته است.
در مورد دوم، اورانوس حداقل دو بار حوادث فاجعه بار را تجربه کرده است. اول، رویدادی که به شدت محور این سیاره را کج کرد و دوم، ناپایداری ناشی از سناریوی مدل نس که منظومه قمری آن را به هم ریخت.
آیا مدل نایس ناقص است؟
البته احتمال سومی هم وجود دارد: مدل نایس هنوز کامل نیست.
این چندان عجیب نخواهد بود، زیرا دانشمندان در تلاش برای بازسازی رویدادهایی هستند که حدود 4 میلیارد سال پیش رخ داده است.
محققین در پایان می نویسند:
این احتمال وجود دارد که هیچ یک از سناریوهای بی ثباتی که تاکنون مدلسازی شدهاند، دقیقاً دارای توالی مشابهی از برخوردها و فعل و انفعالات باشد که تمام ویژگیهای فعلی منظومه شمسی را بازتولید کند.
آنها تاکید می کنند که نتایج این مطالعه باید انگیزه ای برای تحقیقات آینده باشد. تحقیقاتی که می تواند پیامدهای مسیرهای مختلف برخورد در تاریخ منظومه شمسی را با دقت بیشتری بررسی کند.
خلاصه
این تحقیق جدید نشان میدهد که تاریخ منظومه شمسی احتمالاً بسیار پیچیدهتر از آن چیزی است که قبلاً تصور میشد. اگر واقعاً در گذشته دو سیاره غول پیکر از منظومه شمسی به بیرون پرتاب شده اند، باید آثاری از این رویداد در قمر سیارات باقی بماند. اما وضعیت فعلی قمرهای اورانوس کاملاً با این داستان سازگار نیست. موضوعی که یکی از بزرگترین رازهای مربوط به شکل گیری منظومه شمسی را وارد مرحله جدیدی کرده است.
