لم يكن المشتري دائمًا في نفس المكان في نظامنا الشمسي. في وقت مبكر من تاريخ نظامنا الشمسي ، تحرك المشتري إلى الداخل باتجاه الشمس ، تقريبًا إلى حيث يدور المريخ حاليًا ، ثم يعود إلى موقعه الحالي.
كان للهجرة عبر نظامنا الشمسي للمشتري بعض الآثار الرئيسية على نظامنا الشمسي. تتضمن بعض تأثيرات رحلات كوكب المشتري آثارًا على حزام الكويكبات وتوقف نمو المريخ.
ما الآثار الأخرى التي أحدثتها هجرة المشتري على النظام الشمسي المبكر وكيف توصل العلماء إلى هذا الاكتشاف؟
في ورقة بحثية نشرت في عدد 14 تموز / يوليو طبيعة، ابتكر المؤلف الأول كيفين والش وفريقه نموذجًا للنظام الشمسي المبكر مما يساعد في تفسير هجرة المشتري. يُظهر نموذج الفريق أن كوكب المشتري قد تكوّن على مسافة حوالي 3.5 وحدة دولية (المشتري حاليًا على مسافة تزيد قليلاً عن 5 وحدات A.U من الشمس) وتم سحبه إلى الداخل بواسطة التيارات في السحب الغازية التي كانت لا تزال تحيط بالشمس في ذلك الوقت. بمرور الوقت ، تحرك المشتري إلى الداخل ببطء ، ووصل تقريبًا إلى نفس المسافة من الشمس مثل مدار المريخ الحالي ، الذي لم يتشكل بعد.
قال آفي مانديل ، أحد مؤلفي الورقة البحثية: "نفترض أن المشتري توقف عن الهجرة نحو الشمس بسبب زحل". أظهرت بيانات الفريق أن المشتري وزحل هاجروا إلى الداخل ثم إلى الخارج. في حالة المشتري ، استقر عملاق الغاز في مداره الحالي عند أكثر بقليل من 5 صباحًا. أنهى زحل حركته الخارجية الأولية عند حوالي 7 A.U ، لكنه انتقل لاحقًا إلى موقعه الحالي حول 9.5 A.
كان لدى الفلكيين أسئلة طويلة الأمد بشأن التكوين المختلط لحزام الكويكبات ، والذي يتضمن أجسامًا صخرية وجليدية. أحد الألغاز الأخرى لتطور نظامنا الشمسي هو ما تسبب في عدم تطور المريخ إلى حجم يضاهي الأرض أو الزهرة.
وفيما يتعلق بحزام الكويكبات ، أوضح ماندل أن "عملية هجرة المشتري كانت بطيئة ، لذلك عندما اقترب من حزام الكويكبات ، لم يكن اصطدامًا عنيفًا بل كان أكثر من فعل ، مع انحراف المشتري للأشياء وتبديل الأماكن بشكل أساسي مع حزام الكويكبات."
تسببت حركة كوكب المشتري البطيئة في مزيد من "دفع" اللطيف لحزام الكويكبات عندما يمر عبر حركته الداخلية. عندما تحرك المشتري للخارج ، تحرك الكوكب بعد الموقع الذي شكله في الأصل. أحد الآثار الجانبية الناجمة عن تحرك المشتري بعيدًا عن منطقة التكوين الأصلية هو أنه دخل منطقة نظامنا الشمسي المبكر حيث كانت الأجسام الجليدية. دفع المشتري العديد من الأجسام الجليدية إلى الداخل باتجاه الشمس ، مما جعلها تنتهي في حزام الكويكبات.
قال والش: "من خلال نموذج Grand Tack ، شرعنا في الواقع في تفسير تشكيل كوكب المريخ الصغير ، ومن خلال القيام بذلك ، كان علينا أن نحسب حزام الكويكبات". "لدهشتنا ، أصبح تفسير النموذج لحزام الكويكبات من أجمل النتائج ويساعدنا على فهم تلك المنطقة بشكل أفضل مما فعلنا من قبل."
فيما يتعلق بالمريخ ، من الناحية النظرية ، كان ينبغي أن يكون لدى المريخ غازًا وإمدادًا أكبر من الغبار ، بعد أن تكونت أكثر من الشمس من الأرض. إذا كان النموذج Walsh وفريقه الذي تم تطويره صحيحًا ، فإن غزو المشتري في النظام الشمسي الداخلي كان سيشتت المادة حول 1.5 A.U.
وأضاف ماندل: "لماذا كان كوكب المريخ صغيرًا جدًا هو المشكلة غير القابلة للحل في تشكيل نظامنا الشمسي. لقد كان الدافع الأولي للفريق لتطوير نموذج جديد لتشكيل النظام الشمسي ".
يظهر سيناريو مثير للاهتمام مع تناثر مواد المشتري بين 1 و 1.5 AU. بدلاً من التركيز العالي لمواد بناء الكوكب ، أصبح التركيز العالي يؤدي إلى تكوين الأرض والزهرة في منطقة غنية بالمواد.
يجلب النموذج Walsh وفريقه الذي تم تطويره رؤية جديدة للعلاقة بين الكواكب الداخلية وحزام الكويكبات والمشتري. لن تسمح المعرفة المكتسبة للعلماء بفهم نظامنا الشمسي بشكل أفضل فحسب ، بل تساعد أيضًا في تفسير تكوين الكواكب في أنظمة النجوم الأخرى. وذكر والش أيضًا ، "معرفة أن كواكبنا الخاصة تحركت كثيرًا في الماضي تجعل نظامنا الشمسي أشبه بجيراننا أكثر مما كنا نعتقد سابقًا. لم نعد نشعر بالخارج ".
إذا كنت ترغب في الوصول إلى الورقة (يلزم الاشتراك أو الوصول المدفوع / الجامعي) ، فيمكنك القيام بذلك على: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
المصدر: NASA Solar System News، Nature
