چرا سیارات سنگی، گاز ندارند؟ آیا خورشید گاز سیاره‌هایی را که نزدیک‌تر بوده‌اند برای سوخت و ساز خودش جذب کرده است؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

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

به طور کلی دو دسته سیاره در منظومه‌ی شمسی وجود دارد؛ گازی و خاکی. اما پاسخ این پرسش که چرا این دو دسته متفاوت هستند به محلی که این سیارات در ابتدای منظومه‌ی شمسی شکل گرفته‌اند برمی‌گردد.

سیارات گازی

1

هر چه قدر از خورشید دورتر شویم دما پایین‌تر می‌آید. تا محلی که انتظار داریم در مکان‌های فراتر از این محل، آب به صورت جامد (یعنی یخ) شکل بگیرد که به آن محل خط انجماد می‌گوییم. این ذرات یخ می‌توانند کار شکل‌گیری سیارات را راحت‌تر کنند. این ذرات به مرور زمان به هم می‌چسبند و اجرام بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند، سپس این اجرام به هم برخورد می‌کنند تا هسته‌های اولیه‌ی سیارات گازی به وجود آیند. گرانش این اجرام باعث می‌شود تا گردوغبار و گاز راحت‌تر در اطراف آنها تجمع کند و جوّ اولیه تشکیل شود و دمای کم این مناطق باعث حفظ عناصر سبک و ترکیبات هیدروژن به صورت توده‌ی عظیم گاز در اطراف این سیارات می‌شود.

سیارات خاکی

 2

اما در فواصلی نزدیک‌تر از خط انجماد به خورشید، یعنی جایی که انتظار داریم آب نتواند به صورت یخ وجود داشته باشد، مواد دیگری هستند که می‌توانند به صورت جامد شکل بگیرند، مثلاً ذرات گردوغبار یا صخره‌هایی که در زمین، مریخ، زهره و یا عطارد می‌ببینیم همه عناصری هستند که در دمای محیط‌شان در حالت جامد وجود دارند. درواقع این‌ سیارات تکه‌هایی از گردوغبارهای قرص برافزایشی اولیه بوده‌اند که به هم چسبیده‌اند، بزرگ شده‌اند و به شکل سیاره‌ درآمده‎اند. اما در این فواصل، ترکیبات هیدروژنی مانند آب نمی‌توانسته به‌ راحتی به صورت جامد و پایدار وجود داشته باشد و پوشش‌هایی که ما در سیارات گازی می‌بینیم نتوانسته است به راحتی در اطراف سیارات نزدیک به خورشید شکل بگیرد. و این علتی است که برخی از سیارات‌مان پوشش گازی را ندارند.

جوّ اولیه و ثانویه

 3

البته ترکیبات صخره‌ای در سیارات گازی نیز وجود دارد. اما در آن‌جا به مراتب گاز بیشتری موجود است، و ما آن‌ها را به صورت سیاراتی گازی می‌بینیم. هر چند که در ابتدای شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی سیارات خاکی هم پوششی گازی داشتند (همان جوّ اولیه اما به مراتب رقیق‌تر از آنچه که مار در سیارات گازی می‌بینیم) ولی به خاطر حرارت زیاد به تدریج این پوشش‌ها از بین رفته‌اند و چون وزن مولکولی مولکول‌های اولیه مثل هیدروژن کم بوده‌است به سرعت فرار رسیده‌اند و از میدان گرانش سیارات خارج شده‌اند. جوّ ثانویه با توجه به فعالیت آتشفشانی و یا برخورد دنباله‌دارها شکل گرفته است و آن همان پوشش گازی است که ما به صورت جوّ برای زهره، زمین و مریخ مشاهده می‌نماییم. پس در واقع خورشید گاز سیارات را به صورت مستقیم از آن‌ها نگرفته است تا برای سوخت‌وساز خودش استفاده کند بلکه حرارت خورشید باعث شده است تا آن گازها نتوانند در اطراف سیارات خاکی شکل گرفته و سیارات گازی را تشکیل بدهند.

مشتری‌های داغ

 4

نزدیک به ۲۰ سال است که می‌دانیم سیارات فراخورشیدی وجود دارند که برخی از آنها به اندازه‌ی سیاره‌ی مشتری بوده اما در مداری بسیار نزدیک به خورشیدشان و در نتیجه بسیار داغ. با مواردی که در بالا به آن‌ها اشاره کردم این سیارات نباید وجود داشته باشند. اما اعتقاد بر این است که این سیارات خارج از خط انجماد شکل گرفته‌اند و کم‌کم به سمت خورشید خودشان مهاجرت کردند. در حال حاظر این فرضیه‌ای است که آن را محتمل می‌دانیم و مدل‌های رایانه‌ای شکل‌گیری سیارات نیز از این فرضیه حمایت می‌کنند. اما تا دیدن سیارات مختلف راهی طولانی در پیش است و باید ماموریت‌های مختلفی برای بررسی آماری این سیارات ارسال شود تا بدانیم که به چه مقدار این سیارات متداول هستند و چیزی که در مورد شکل‌گیری سیارات تصور می کنیم درست است یا خیر.

 

  • مثل همیشه پاسخی که آقای کارن داده بودند، جامع، عالی و کافی بود. ممنون.

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