زمین شاید از دو حلقه جداگانه در اطراف خورشید شکل گرفته باشد

شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جدید نشان می‌دهند سیارات سنگی منظومه شمسی احتمالاً از دو حلقه جداگانه در اطراف خورشید جوان تشکیل شده‌اند.

کد خبر: ۹۱۷۴۸۴

تاریخ: ۲۴ فروردين ۱۴۰۵ - ۱۴:۴۹

زومیت: شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جدید نشان می‌دهند سیارات سنگی منظومه شمسی احتمالاً از دو حلقه جداگانه در اطراف خورشید جوان تشکیل شده‌اند.

دهه‌ها تصور بر این بوده است که سیاره‌های سنگی محله خورشیدی ما، یعنی عطارد، زهره، زمین و مریخ از یک دیسک گردوغبار در اوایل تاریخ منظومه شمسی تشکیل شده‌اند. با‌این‌حال، شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جدید نشان می‌دهند که وجود دو دیسک جداگانه می‌تواند توضیح‌دهنده بسیاری از ویژگی‌های غیرقابل توجیه منظومه شمسی باشد.

مدل‌های رایج که بر پایه دیسکی واحد بنا شده‌اند، در بازسازی برخی از جنبه‌های کلیدی منظومه شمسی با مشکل مواجه هستند. برای مثال، درمورد ترکیب زمین، به نظر می‌رسد سیاره آبی از دو نوع سنگ مختلف تشکیل شده است؛ چیزی که اگر همه مواد آن از یک حلقه منشأ گرفته باشند، منطقی نیست.

اندازه سیارات درونی مشکل بعدی است. مدل‌های فعلی اغلب عطارد و مریخ را بزرگ‌تر از اندازه‌های واقعی‌شان پیش‌بینی می‌کنند و فاصله زهره و زمین را بسیار نزدیک‌تر نشان می‌دهند. علاوه‌براین، مدل‌های تک‌دیسکی معمولاً ترکیبات شیمیایی زمین و مریخ را بیش از حد مشابه نشان می‌دهند، در حالی که مشاهدات نشان می‌دهد تفاوت‌هایی قابل توجه بین این دو سیاره وجود دارد.

بیل باتکه از موسسه تحقیقات جنوب غربی در کلرادو و همکارانش، مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌های دقیق را برای بررسی نحوه تشکیل سیارات از یک مخزن واحد مواد انجام دادند. این شبیه‌سازی‌ها نتایج رضایت‌بخشی به دست نیاوردند. باتکه توضیح می‌دهد: «شش ماه جلوی کامپیوتر بودیم و هیچ چیز درست نمی‌شد، بنابراین تصمیم گرفتیم رویکرد ناامیدانه‌ای را امتحان کنیم: استفاده از دو مخزن مواد.» این مدل جدید نه تنها توانست سیارات سنگی را به درستی شکل دهد، بلکه برخی از معماهای موجود را نیز توضیح داد.

بهترین مدل پیشنهادی شامل دو دیسک جداگانه بود: دیسک داخلی در حدود نصف فاصله فعلی خورشید تا زمین قرار داشت و مواد اصلی تشکیل‌دهنده زمین را فراهم می‌کرد. سپس دیسک خارجی در حدود ۱٫۷ برابر فاصله خورشید تا زمین قرار داشت و بیشتر مواد تشکیل‌دهنده مریخ را شامل می‌شد.

شبیه‌سازی جدید به شکل‌گیری سیارات با اندازه‌ها و فاصله‌های صحیح منجر شد و همچنین با ترکیب شیمیایی زمین، ماه و مریخ مطابقت داشت. یان هلمن از موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک در آلمان می‌گوید: «به نظر می‌رسد زمین عمدتاً از مواد دیسک داخلی تشکیل شده و تنها بخش کوچکی از مواد دیسک بیرونی به آن اضافه شده است.» مریخ نیز بیشتر از مواد دیسک خارجی شکل گرفته که تفاوت‌های ترکیبی آن را توضیح می‌دهد.

گفتنی است مدل جدید با چالش‌هایی نیز روبرو است. یکی از نگرانی‌ها این است که برای بازتولید صحیح منظومه شمسی داخلی، به شرایط اولیه بسیار خاصی نیاز دارد و مشخص نیست که چرا این شرایط باید وجود داشته باشند. باتکه توضیح می‌دهد: «تغییرات جزئی در شکل دیسک می‌تواند تفاوت‌های عمده‌ای در محل قرارگیری سیارات ایجاد کند.»

محققان در حال اصلاح مدل خود و بررسی پیامدهای دیگر آن برای منظومه شمسی هستند. آن‌ها امیدوارند این توضیحات جدید بتواند اسرار دیگری مانند منشأ سیارک‌های عجیب و غریب و سنگ‌های غیرقابل توضیحی را که روی سطح ماه یافت شده‌اند، نیز روشن کند.