معلومات

لماذا لم يصبح كوكب المشتري كوكب المشتري الساخن؟

لماذا لم يصبح كوكب المشتري كوكب المشتري الساخن؟

حتى اكتشاف أول كوكب حار ، اعتقد علماء الفلك الذين درسوا النظام الشمسي أن لديهم فهمًا جيدًا لكيفية وصولنا جميعًا إلى هنا.

على مدار مليار سنة ، شكل الالتصاق البطيء للغبار الكواكب الصخرية داخل النظام الشمسي. خارج حزام الكويكبات ، تطورت الكواكب الغازية الكبيرة والقوية من أجسام جليدية شبيهة بالكويكبات بحجم الأرض إلى كواكب ضخمة بغلاف جوي من الغاز يبلغ سمكه عشرات الآلاف من الأميال عن طريق جمع الغازات الوفيرة المتدفقة حول النظام الشمسي المبكر والتي ستكون الأكثر كثافة. بعيدًا عن الشمس.

بعد أن لم نشاهد نظامًا كوكبيًا آخر لمقارنته به ، كان للنمو المنظم اللطيف والفصل النهائي لفئات الكواكب المختلفة في مناطق مرتبة ، تكاد تكون مفروضة من الله ، جاذبية معينة له.

راجع أيضًا: 7 EXOPLANETS INWARE أكثر من معظم أفلام الخيال العلمي

إنه يتناسب بشكل جيد مع انقساماتنا الضمنية إلى الميراث وعلاقات التبعية-الراعي الناشئة عن التباين الشاسع في السلطة الذي يشكل معظم تاريخ البشرية. بدأ هذا يتغير في منتصف التسعينيات بعد اكتشاف الكواكب الخارجية التي تدور حول شموس أخرى والتي تحدت افتراضاتنا بشكل مباشر وأدت على الفور إلى التشكيك في كل شيء تقريبًا اعتقدنا أننا نعرفه عن كيفية تشكل الكواكب.

وفرة كواكب المشترى الساخنة وعلماء الفلك الغازات على الأرض الفائقة

اكتشاف Peg 51 ، أول كوكب خارج المجموعة الشمسية اكتشف على الإطلاق يدور حول نجم مشابه لنجمنا ، لم يكن مثل أي شيء رأيناه من قبل. لديها نصف الكتلة وتقريباً نفس القطر مثل كوكب المشتري ، لكنه كان يأخذ فقط 4 أيام يدور حول نجمه ، وهي فترة مدارية بدت مستحيلة بالنسبة لشيء ضخم جدًا.

الطريقة الوحيدة المنطقية لهذا هو إذا كان Peg 51 أقل من 10 مليون ميل من على سطح نجمه. لم تثبت الملاحظات اللاحقة ذلك فحسب ، بل وجد علماء فلك آخرون يدرسون أنظمة نجمية أخرى ما يسمى بالمشترى الحار في كل مكان. حتى أن العديد من هذه الأنظمة النجمية كان لها عدة أجسام في مدار قريب جدًا حول نجومها ، وكثير منها عدة كتل أرضية أو أكبر.

ما لم يروه في هذه الأنظمة الشمسية كان يشبه أي شيء لنا. كانت التقسيمات المنظمة والمنظمة لنظامنا المنزلي ، مع العوالم الصخرية الصغيرة في الداخل وعمالقة الغاز الكبيرة في الخارج - حيث تدور جميع الكواكب تقريبًا حول الشمس في شكل بيضاوي جيد التكوين مع القليل من الانحراف - كان في الواقع نزوة مجرية من الطبيعة.

في السنوات التي تلت ذلك ، بدأ العلماء في النظر مرة أخرى إلى الظروف التي أنتجت النظام الشمسي الذي نعيش فيه والقصة التي بدأت في الظهور تقلب قصة الأصل القديمة المملّة للنمو البطيء والثابت والمستقر رأساً على عقب.

اكتشاف تطور المشتري الحار

كان اللغز الأساسي لكوكب المشتري الحارة الذي واجهه علماء الفلك أثناء مراقبة أنظمة أخرى هو محاولة تخيل العملية التي يمكن أن تسببت في استقرار شيء كبير جدًا في مدار فائق السرعة على بُعد عُشر المسافة من نجمه كما هو الحال بالنسبة لشمسنا.

هناك ثلاث نظريات رئيسية توصل إليها العلماء ، لكننا نحتاج فقط إلى القلق بشأن إحداها ، نظرية الهجرة.

يشبه إلى حد كبير الثقب الأسود محاطًا بقرص تراكمي ، فإن المرحلة الأولى من تكوين النجم تنتج أيضًا قرصًا مشابهًا من الغبار والغازات والحطام حول النجم. بسبب الطريقة التي تتفاعل بها جاذبية النجوم مع غازات قرص تراكمها ، يتم امتصاص غازات القرص ببطء إلى النجم ، مما يخلق نوعًا من الدوامات النجمية مع وجود الفرن النجمي في قلبه.

نظرًا لأن المناطق الخارجية لقرص التراكم هي عادةً الأكثر كثافة بالغازات ، فإن تأثير الدوامة هذا على الغازات البعيدة يكون أكثر قوة ويمكن حتى أن يقلل السرعة الشعاعية لمدار عملاق الغاز الذي يجتاح بشكل فعال عملاق الغاز مع تياره وحمله أكثر في النظام النجمي في دوامة إحكام متزايدة نحو النجم.

اذهب للمنزل كوكب المشتري ، أنت في حالة سكر

في الأساطير اليونانية والرومانية القديمة ، كان كوكب المشتري - أو زيوس ، في ظهوره اليوناني - ملكًا سيئًا وعنيفًا وغير مكترث للآلهة الكلاسيكية. مهما كانت الكارثة التي أحدثها كوكب المشتري في الكون ، وكان هناك الكثير منها ، فلم يكن المشتري أبدًا هو الذي عانى من العواقب ، ولكن غالبًا ما كان المارة الأبرياء الذين كانوا في المكان الخطأ في الوقت الخطأ.

كما اتضح ، كوكب المشتري ربما لم يكن الكوكب أفضل تصرفًا في شبابه مقارنة بالشخصية الأسطورية التي سمي بها. تمامًا كما سعى علماء الفلك إلى شرح كيف يصبح عملاق الغاز مشترًا حارًا ، حاول الآخرون معرفة سبب كوكب المشتري لم أصبحت واحدة ، وحتى الآن ، بدأت الأدلة في الكشف عن نظام شمسي مبكر كان بمثابة مرحلة لسلسلة رائعة من الأحداث.

يخبرنا أحدث الأبحاث أن كوكب المشتري بدأ حياته على شكل كويكب جليدي بحجم الأرض. تظهر هذه البيانات أن هذا الجسم الجليدي ، الذي سيشكل جوهر الغاز العملاق الذي نراه اليوم ، بدأ حول أربع مرات بعيدًا عن الشمس مثل كوكب المشتري اليوم ، مما يضع مسقط رأسه بين المدارات الحالية لأورانوس ونبتون.

ويعتقد أن حوالي 2-3 مليون سنة بعد أن تشكل لأول مرة في قرص تنامي الشمس ، بدأ كوكب المشتري 700 مليون سنة فترة أداء ما يسميه بعض العلماء Grand Tack ، مستوحى من نوع مناورة "التكتيك" التي يقوم بها القارب عندما يتحرك نحو عوامة ، وينزلق من أمامه ومن حوله ، ثم يبتعد بعيدًا في الاتجاه الذي أتى منه. في حالة كوكب المشتري ، فإن مناورة Grand Tack هذه من قبل عملاق الغاز المتنامي ستؤثر بشكل عميق على تطور النظام الشمسي.

في أنظمة الكواكب الخارجية الأخرى التي درسناها ، تتمثل إحدى السمات السائدة في غلبة الأنظمة التي تحتوي على واحد إلى عدة كواكب بحجم الأرض الفائقة في مدار قريب حول نجم ؛ شيء يفتقر إليه نظامنا الشمسي.

في هجرته المدارية المتشددة ، كان تأثير جاذبية المشتري قد دفع عددًا لا يحصى من الكويكبات والمواد الكوكبية الأولية الأخرى المتتالية إلى النظام الشمسي الداخلي. كانت جاذبية المشتري قد شوهت أيضًا مدارات العوالم المتطورة بحجم الأرض الفائقة إلى عوالم أكثر إهليلجية ، وربما متداخلة ، بينما تمطر جحيم الكويكب عليها من الخارج.

على الرغم من أن هذه الاصطدامات قد تكون عنيفة ، فإن التأثير الأكثر أهمية لهذا الشلال من الكويكبات والكواكب التي تصطدم مع بعضها البعض هو ما فعلته بالغازات في النظام الشمسي الداخلي. قاد الانهيار غير المتوقع للمواد الصخرية قوى ديناميكية هوائية استولت على الأجسام الكوكبية المتنامية للنظام الشمسي الداخلي في تياراتها واجتاحت هذه الكواكب في نهاية المطاف في الشمس نفسها.

تظهر المحاكاة أن هذا المدفع الكبير لكوكب المشتري قد دمر تمامًا أيًا من الأجسام الكبيرة المتطورة التي تم التقاطها أمام حجها الداخلي نحو الشمس.

تدخل في الوقت المناسب ومعتدل

كان ينبغي أن يكون هذا هو الحال ، لكن من الواضح أن هذا لم يحدث. بدلاً من استمرار هجرته إلى مسافة بضعة ملايين من الأميال من الشمس كما فعل المشتري الساخن ، بدلًا من ذلك ، غيّر مساره.

كما وصل المشتري إلى الداخل 1.5 AU حول الشمس ، حول مكان وجود المريخ الآن ، توقفت الهجرة إلى الأمام وبدأت في التراجع بعيدًا عن الشمس. كما اتضح ، لم يكن المشتري هو العملاق الغازي الوحيد الذي يتحرك. كان نبتون وأورانوس يبدآن نسختهما الخاصة من هذه العملية ، كما كانت الأهم على الإطلاق - زحل.

نشأ زحل على مدى مئات الملايين من السنين خلف كوكب المشتري ، وقد نما حجمه بدرجة كافية بحيث بدأت جاذبيته في ممارسة سحب قوي بما يكفي على كوكب المشتري بحيث بدأ مدار المشتري في إبعاده عن الشمس بدلاً من شده.

قبل فترة طويلة ، أصبحت مدارات المشتري وزحل محصورة في الرنين ، مما سمح لكلا العملاقين الغازيين بإزالة أي غازات متبقية بينهما. بدون هذه الغازات لدفع هجراتهم ، استقر كوكب المشتري وزحل في مداراتهم الحالية المستقرة.

ما تركه كوكب المشتري وراءه في النظام الشمسي الداخلي ، من الناحية الكونية ، كان أقرب إلى لا شيء ، لكن يعتقد أنه عندما عاد المشتري إلى مداره الحالي ، فقد سحب ما تبقى من حطام وجيتسام إلى مدارات دائرية مستقرة. على مدى مئات الملايين من السنين التالية ، فإن الحطام المتبقي بعد شحنة المشتري المدمرة تجاه الشمس سوف يتحد في كواكب النظام الشمسي الداخلي الذي نعرفه اليوم.

سوف يقوم المشتري أحيانًا بفك كويكب جليدي أو اثنين على الكواكب الداخلية - والتي ، عندما كانت الأرض صغيرة ، بدأت في التراكم وستشكل في النهاية محيطات من الماء السائل - ولكن بالنسبة للجزء الأكبر ، انتهى دور المشتري كمدمر للعوالم ، كبح جماح من خلال التأثير الجاذبي المعتدل لزحل.

الآن ، بدلاً من مدمرنا ، أصبح كوكب المشتري حامينا. تحتوي 2.5 مرة كتلة جميع الكواكب الأخرى مجتمعة ، يعمل المشتري كدرع جاذبية في مدار حول النظام الشمسي الداخلي ، حيث يعيد توجيه معظم الكويكبات والحطام القادمة تقريبًا بعيدًا عن النظام الشمسي الداخلي (هناك استثناءات مهمة ، بالطبع).

أعطت فترة الراحة هذه للأرض الوقت الذي تحتاجه لتطوير أشكال الحياة ذات التعقيد المتزايد ، محمية من التراجع عن عملها أو تدميرها في تأثيرات الكويكبات المتكررة والكارثية. في المقابل ، يوجد لدى كل من كوكب المشتري وزحل مجتمع من البشر هنا على الأرض يدركون دور هذه الكواكب بامتنان ، وهو أمر لا يمكن لأي عملاق غازي آخر في الكون المطالبة به على حد علمنا.


شاهد الفيديو: كيفية مشاهدة التقاطع النادر لكوكب المشترى مع كوكب زحل 2020 بالعين المجردة (يونيو 2021).