خورشید تعیین می‌کند که سیارات سنگی چه ترکیباتی داشته باشند

مجله علمی ایلیاد - سیارات سنگی منظومه‌ی شمسی عبارت‌اند از عطارد، زهره، زمین و مریخ. این سیارات از سه لایه تشکیل شده‌اند. آن‌ها هسته‌ای فلزی دارند که پوسته‌ی سیلیکاتی آن‌را پوشانده است و در این بین گاز و یخ و در مورد زمین آب مایع نیز وجود دارد. هر لایه دارای یک عنصر غالب است؛ به عنوان مثال هر چقدر به سمت اعماق لایه‌ها حرکت کنیم، غلظت آهن بیشتر می‌شود و هر چقدر به سمت سطح سیاره حرکت کنیم، غلظت اکسیژن بیشتر می‌شود. دانشمندان دانشگاه مریلند مدل جدیدی توسعه داده‌اند که نشان می‌دهد چگالی، جرم و غلظت آهن در هسته‌ی یک سیاره‌ی خاکی تحت تاثیر فاصله‌ی سیاره از میدان مغناطیسی خورشید است.

مدل جدید توسعه داده شده نشان می‌دهد که در زمان شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی، زمانی که خورشید به‌وسیله‌ی دیسکی از گاز و گرد و غبار احاطه شده بود، دانه‌های آهنی با کمک میدان مغناطیسی خورشید به سمت قسمت‌های داخلی دیسک متمایل شده‌اند. به این ترتیب، زمانی که سیاره‌ها در حال شکل‌گیری بوده‌اند، سیاراتی که به میدان مغناطیسی خورشید نزدیک‌تر بوده‌اند، دارای مقادیر آهن بیشتری در هسته‌ی خود شده‌اند. در واقع نزدیکی به میدان مغناطیسی خورشید تعیین کننده‌ی چگالی و نسبت وجود آهن در هسته‌ی سیارات خاکی بوده است.

مطالعه‌ی دانشمندان نشان داده است که میدان مغناطیسی حتی توانسته‌ است به‌جز آهن بر روی وجود دیگر ترکیبات در سیارات خاکی نیز اثر داشته باشد. آن‌ها می‌گویند که میدان مغناطیسی خورشید بر روی سیارات خارج از منظومه‌ی شمسی نیز اثر داشته و ترکیبات شیمیایی موجود در آن‌ها را نیز تغییر داده است.

ترکیبات مواد موجود در هسته‌ی یک سیاره اهمیت بالایی دارد و می‌تواند نقش تعیین کننده‌ای در پتانسیل وجود حیات بر روی سیاره داشته باشد. به‌عنوان مثال، در مورد زمین، وجود هسته‌ی فلزی مذاب باعث ایجاد میدان مغناطیسی شده و این میدان زمین را از اثرات سرطان‌زای تشعشعات کیهانی مصون می‌دارد. هسته‌ی زمین همچنین حاوی بخش اعظمی از فسفر روی زمین است که به عنوان ماده‌ای مغذی برای پشتیبانی از زندگی‌های کربن‌پایه محسوب می‌شود.

محققین با استفاده از این مدل جدید توانسته‌اند سرعت کشیده شدن گاز و گرد و غبار اطراف خورشید به سمت داخل در زمان شکل‌گیری سیارات را نیز محاسبه کنند. آن‌ها میدان مغناطیسی خورشید در زمان تولد را تخمین زده‌اند و همچنین نشان داده‌اند که چگونه این میدان توانسته دانه‌های آهنی را بین گرد و خاک و گازهای اطراف به سمت خود بکشد. زمانی که سیارات در حال شکل‌گیری بوده‌اند و گازها و گرد و غبار در حال سرد شدن بوده‌اند، نیروهای گرانشی باعث شده‌اند که آهن به سمت مرکز سیاره حرکت کند.

عطارد که نزدیک‌تر به خورشید است، دارای هسته‌ای فلزی است که سه چهارم جرم آن‌را تشکیل می‌دهد. هسته‌ی زهره و زمین حدود یک سوم جرم آن‌ها را تشکیل داده است و مریخ به عنوان دورترین سیاره‌ی خاکی از خورشید دارای هسته‌ای است که تنها یک چهارم جرم آن‌را تشکیل داده است.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی Progress in Earth and Planetary Science منتشر شده است.