محل تولد سیارات مشتری و زحل کجاست؟

مجله علمی ایلیاد - مطالعه‌ای جدید توسط محققین دانشگاه کارنیه انجام شده که در آن، محل اصلی شکل‌گیری سیاره‌های مشتری و زحل مشخص شده است. این یافته‌ها درک ما از نیروهای تعیین‌کننده‌ی ساختار منظومه‌ی شمسی را افزایش می‌دهند. این نیروها همان نیروهایی هستند که باعث پرتاب شدن سیاره‌ی دیگری از بین اورانوس و زحل به بیرون از منظومه‌ی شمسی شده‌اند و باعث شده‌اند فقط سیاره‌های کوچک خاکی مانند زمین در مدارات نزدیکتر به خورشید و داخلی‌تر نسبت به مشتری امکان حیات داشته باشند.

خورشید در دوران جوانی توسط دیسکی از گاز و گرد و خاک احاطه شده بود که این دیسک در مراحل بعد به محلی برای تولد سیاره‌ها تبدیل شده است. مدارات سیاره‌های شکل گرفته در ابتدای این فرآیند نزدیک به خورشید و دایره‌ای بوده است، ولی برهمکنش‌های گرانشی بین اجرام بزرگ‌تر باعث به هم خوردن آرایش قرارگیری سیاره‌های کوچک‌تر شده تا در نهایت به وضعیتی رسیده که امروزه مشاهده می‌کنیم.

دکتر «مت کلمنت» از دانشگاه کارنیه، می‌گوید: «ما اکنون می‌دانیم که هزاران منظومه فقط درون کهکشان راه شیری وجود دارند، ولی با این حال آرایش سیاره‌ها در منظومه‌ی شمسی غیرعادی‌تر از همه‌ی منظومه‌های دیگر است. بنابراین سعی کردیم با مهندسی معکوس فرآیندهای شکل‌گیری سیاره‌ها در منظومه‌ی شمسی را مدل‌سازی کنیم. کار ما مانند این است که سعی کنیم بفهمیم یک تصادف رانندگی چگونه اتفاق افتاده است و کدام خودرو با چه سرعتی و در چه جهتی در حال حرکت بوده است.»

کلمنت و همکارانش ۶۰۰۰ شبیه‌سازی از تکامل منظومه‌ی شمسی انجام دادند و ارتباط اصلی بین مشتری و زحل را کشف کردند. با هر سه باری که مشتری به دور خورشید می‌گردد، همزمان زحل دو بار به دور خورشید گردش می‌کند. با این حال، این وضعیت قرارگیری کنونی سیاره‌های عظیم گازی را نمی‌توان اینگونه توجیه کرد. محققین اینچنین برآورد کرده‌اند که نسبت دو مدار مشتری به یک مدار زحل، نتایج بهتری به دست می‌داده است.

محققین می‌گویند: «مدل‌های ما نشان می‌دهند که منظومه‌ی شمسی همیشه به این شکل نبوده است. به کمک این مدل، می‌توان شکل‌گیری سیاره‌های خاکی مشابه زمین را دقیق‌تر بررسی کرد. ما اکنون این توانایی را داریم تا منظومه‌های دیگر را به دنبال سیاره‌های منشاء حیات جستجو کنیم.»

مدل استفاده شده توسط محققین نشان داده است که مکان اورانوس و نپتون توسط کمربند کوئیپر تعیین شده است. کمربند کوئیپر ناحیه‌ای یخی در لبه‌ی منظومه‌ی شمسی است که از سیاره‌های کوتوله‌ای تشکیل شده که پلوتو بزرگ‌ترین آن‌ها است. این مدل همچنین نشان داده است که یک سیاره‌ی عظیم یخی در روزهای اولیه‌ی شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی از این منظومه به بیرون پرتاب شده است.