غول گازی مشتری قدیمی‌ترین سیاره منظومه شمسی است

مشتری نه تنها بزرگ‌ترین سیاره، بلکه قدیمی‌ترین سیاره منظومه شمسی ما نیز است. بر اساس مطالعه جدید، هسته غول گازی مشتری تنها ۱ میلیون سال پس از شکل‌گیری خورشید، ۲۰ برابر بزرگ‌تر از زمین بوده است.

به گفته توماس کرویر، محققی از دانشگاه مونستر در آلمان و آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا: “مشتری قدیمی‌ترین سیاره منظومه شمسی است و هسته آن پیش از ابرگازی عظیم سحابی که خورشید را شکل داده، شکل‌گرفته است، چیزی که با مدل هسته پیوسته سیاره‌های غول‌پیکر سازگار است.”

حدود۴.۶ میلیارد سال پیش، منظومه شمسی از ابر عظیم گاز و گردوغباری شکل گرفت. ابتدا خورشید تشکیل شد و سپس سیارات منظومه شمسی بر اثر چرخش این ابر مواد شکل گرفتند. چرخش این ابر ادامه داشت، ابری که شامل هیدروژن، هلیم، سنگ و یخ بود. در حین چرخش این ابر از حالت کروی خارج شده و شکل دیسکی به خود گرفت. با ادامه چرخش سنگ‌های نزدیک خورشید به هم پیوستند و سیاره‌های درونی را تشکیل دادند. در نواحی دورتر یخ یا سنگ و فلز به هم پیوستند و سیاره‌های خارجی را شکل دادند.

کرویر و همکارانش می‌گویند، فرضیه‌های ما نشان می‌دهد که این سیاره در اوایل شکل‌گیری منظومه شمسی شکل گرفت، اما سن دقیق آن همچون یک راز باقی‌مانده بود. محققان زمان شکل‌گیری و تکامل سیاره غول گازی را با استفاده از آنالیز سن شهاب‌سنگ‌های فلزی خاصی (هسته‌های فلزی سازنده سیاره‌های باستانی) به دست آوردند که در فواصل زمانی مختلفی به زمین برخورد کرده بودند. محققان این تاریخ‌گذاری را با اندازه‌گیری فراوانی میزان ایزوتوپ‌های مولیبدن و تنگستن مشخص کردند. ایزوتوپ‌ها نسخه‌ای از عناصر با تعداد مختلفی نوترون در هسته اتم خود هستند.

این شهاب‌سنگ‌های آنالیز شده از دو مخزن فضایی مختلف هستند که ۲ تا ۳ میلیون سال با هم از لحاظ زمانی فاصله دارند. محققان می‌گویند، این شهاب‌سنگ‌ها با ۱ میلیون سال پس از تشکیل منظومه شمسی شروع به پرتاب شدن کرده‌اند.

این محققان در مطالعه خود که دیروز در نشریه مجموعه مقالات علمی آکادمی ملی علوم آمریکا منتشر شد، نوشتند: “مکانیسمی که چنین جداسازی را امکان‌پذیر کرده، تشکیل سیاره مشتری است که شکافی را در دیسک ایجاد کرده و از تبادل مواد بین دو مخزن جلوگیری کرده است.”

کرویر و همکارانش تخمین زده‌اند که هسته سیاره مشتری باید در حدود ۲۰ برابر حجیم‌تر از زمین بوده باشد تا از آمیخته شدن دو مخزن فضایی جلوگیری کند. آن‌ها می‌گویند، بنابراین، نتایج آنالیزهای آن‌ها نشان می‌دهد که این غول گازی تازه متولد شده در خلال اولین میلیون سال تشکیل منظومه شمسی، به این بزرگی بوده است.

پس از آن از میزان رشد غول گازی کاسته شده است. غول گازی تا حداقل ۳ تا ۴ میلیون سال پس از تشکیل خورشید، به ۵۰ برابری جرم زمین نرسیده است. مشتری هم‌اکنون حدود ۳۱۸ برابر بزرگ‌تر از زمین است.

مطالعه این محققان همچنین می‌تواند، توضیحی باشد که چرا منظومه شمسی دارای سیاراتی بین زمین و غول‌های یخی همچون اورانوس و نپتون نیست. چنین سیاراتی که به فوق زمین شناخته می‌شوند، در منظومه‌های ستاره‌ای دیگر فراوان هستند.

محققان در مطالعه خود نوشتند:”یکی از نتایج مهم مطالعه ما این است که چرا غول گازی مشتری به عنوان مانعی در برابر انتقال مواد درون دیسک عمل کرده است. داخل منظومه شمسی نسبتا با کمبود جرم مواجه شده که احتمالا توضیحی برای عدم وجود سیارات فوق زمین است.”