آیا سیارات هم‌زمان با خورشید شکل گرفتند یا این‌که اول خورشید به وجود آمد و بعد سیارات به دور آن شکل گرفتند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

کارشناس ارشد هوافضا؛ دانشجوی دکتری علوم فضایی در سیاره‌شناسی، دانشگاه کلرادو- بولدر

 cropped-Solar-System-Formation1

یرای پاسخ دادن به این پرسش باید به عقب برگردیم و ببینیم خورشید و سیارات چگونه‌ به وجود آمده‌اند:

پیدایش خورشید

فرضیه‌ای که در حال حاضر وجود دارد این است که توده‌ی متشکل از گاز و ذرات گرد وغبار در بخشی از کهکشان راه‌شیری وجود داشته و انفجار چند ابرنواختر باعث شده است تا اغتشاشاتی در این ابر به وجود آید و بخش‌هایی از این ابر چگالی بیشتری پیدا کند. این‌ نطفه‌ی اولیه‌ی خورشید در بیش از چهار میلیارد سال پیش بوده‌ است. گرانش توده‌ی اولیه‌ی گازی را در منطقه‌ای از فضا جمع کرده است و به دلیل پایستگی تکانه‌ی زاویه‌ای، این توده شروع به چرخیدن می‌کند. عواملی مانند گرانش‌، فشار گاز، میدان مغناطیسی و چرخش باعث شد که این توده نسبتآ کروی تبدیل به یک قرص (دیسک) چرخان شود که به آن قرص اولیه‎ی سیاره‌ای (Protoplanetary Disk) می‌گوییم. در نتیجه در ابتدای شکل‌گیری خورشید، توده‌ای اولیه متشکل از گازهای تحت تأثیر گرانش داریم که به دلیل جمع شدن گاز و ساکن شدن انرژی جنبشی گاز دما به تدریج در مرکز توده بالا می‌رود که آن توده را پیش‌ستاره می‌نامند. این پیش‌ستاره هنوز در هسته‌ی خود همجوشی هیدروژنی را شروع نکرده است و این فرآیند در چند صد هزار سال اولیه شکل‌گیری ستاره کماکان به قوت خود باقی می‌ماند.

پیدایش سیاراتSolarSystemFormation

 تا این‌جا اگر این پیش‌‌ستاره را ستاره بخوانیم هیچ نشانه‌ای از وجود سیاره پیرامون آن ستاره وجود ندارد. در واقع تعریف سیاره این است که باید جرمی باشد که دور ستاره‌اش بگردد و باید آن‌قدر جرم داشته باشد تا بتواند خود را به صورت کروی در مدارش نگه دارد و همین طور یک سیاره باید اجرام ریز و درشت را در مسیر مدارش به دور خورشید پاک کرده باشد و به همین علت است که ما پلوتو را دیگر یک سیاره نمی‌دانیم چرا که این سیاره‌ی کوتوله نتوانسته بقیه اجرامی که در مدارش قرار گرفته‌اند را پاک کند. اگر با این تعریف به آن شرایط نگاه کنیم در آن زمان هیچ سیاره‌ای وجود نداشته اما یک ستاره‌ی اولیه وجود داشته است. چیزی که از این ستاره‌ی اولیه‌یِ شکل‌گرفته باقی‌می‌ماند، گرد وغبار و گازی است که به دور آن ستاره‌ی اولیه در حال گردش است. به‌تدریج با براَفزایش این گازها در نقاطی که در آن اغتشاشات اولیه به وجود آمده است، هسته‌ی اولیه‌ی سیارات شکل می‌گیرد. بنابراین شاید بتوانیم بگوییم حدود چند صد هزار سال پس از شکل‌گیری ستاره‌ی اولیه، انتظار داریم تا هسته‌های اولیه‌ی سیارات شکل می‌گیرند. اما گرانش به تنهایی نمی‌تواند با جمع کردن هسته‌ی اولیه‌ی سیارات باعث به وجود آمدن سیارات بزرگ شود. در آن چند صد هزار سال اولیه انتظار داریم جرم اجرام شکل گرفته حداکثر تنها پنج درصد جرم زمین باشد. اما این هسته‌ی اولیه سیارات به مرور با هم برخورد می‌کنند و به سرعت رشد می‌کنند.

سیارات گازی و خاکیimpacts

 در منظومه‌ی شمسی ناحیه‌ای وجود دارد که به آن خط انجماد می‌گویند. هر چه قدر از خورشید دورتر شویم دما پایین‌تر می‌آید، تاجایی که انتظار داریم در آن محل آب به صورن جامد یعنی یخ شکل بگیرد. این محلی است که انتظار داریم بعد از آن سیارات گازی و بزرگ‎‌تر شکل بگیرند. این فرآیند باعث می‌شود تا بتوانیم گازها را در آن منطقه حفظ کنیم. اما در فواصلی نزدیک‌تر از خط انجماد نمی‌توانیم گاز‌ها را براحتی حفظ کنیم. در نتیجه سیارات خاکی در این محدوده شکل می‌گیرند که عمومآ کم‌جرم‌تر از سیارات گازی بوده و در نتیجه سرعت شکل‌گیری این سیارات نیز بیشتر است. انتظار می‌رود در فواصلی دورتر از این خط سیارات بزرگ و گازی (سیاراتی همچون مشتری، زحل و اورانس) با گذشت زمان بیشتری، شاید حدود چند میلیون سال، شکل بگیرند.

در نتیجه می‌توانیم بگوییم اول خورشید شکل گرفته است بعد سیارات به وجود آمده‌اند اما این فرآیندها تا حدی در طول زمان و به موازات هم اتفاق می‌افتد.

  • پرسش و پاسخ خوبی بود. آقای کارن مولاوردی خانی، سپاس. سال نو شما و کانوت و خوانندگان و نجومیان و مشتاقان آسمان شب و طبیعت و … همه و همه مبارک.

  • ToX

    خیلی قشنگ توضیح دادید، ممنون

  • مندیتا

    سلام
    یه سوال،زمان زودتربوجودآمدیامکان؟

  • ati

    salam .. mamnon az matalebe mofideton…

تمام حقوق این سایت برای © 2018 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی