چگونه غول های گازی زمین را در آنچه امروز است آزار می دهند


اتصال به هم زمان خوبی برای تأمل در میراث فضایی و سایه های طولانی غول های گاز است.تصویرگری توسط SN VFX / Shutterstock

تیروز 21 دسامبر ، مشتری و زحل در آسمان و در فاصله کمتر از یک دهم درجه ، یعنی حدود یک پنجم عرض ماه کامل ، بسیار نزدیک به یکدیگر ظاهر می شوند.1 “ترکیباتی” مانند این همیشه اتفاق می افتد ، اما برای ما در اینجا روی زمین ، ویژه است زیرا – اگرچه سیارات هنوز بیش از نیم میلیارد کیلومتر فاصله دارند – از دید ما ، سیارات تقریبا می توانند لمس شده2

اتصال به هم زمان خوبی برای تأمل در میراث فضایی و سایه های طولانی غول های گاز است. سرانجام مشتری و زحل روی رشد و تکامل زمین تأثیر گذاشتند. شواهد نشان می دهد که حداقل سه مورد وجود داشته است که آنها (به ویژه مشتری) حدود 4/5 میلیارد سال پیش مسیر تکاملی زمین را انتخاب کرده اند و به شکل گیری سیاره ای که امروز می شناسیم و دوست داریم کمک می کند.

زمین کوچک و جوان فقط در آنجا نشسته و رشد کرده است
برخی از چیزهای سنگی پرواز ، دست انداز و درخشان.
اما دور از خورشید ، یک خروج در سرما
غول ها به هم زدند. قدرت تماشا کردن!3

این سیارات در دیسک های چرخان گاز و گرد و غبار در اطراف ستاره های جوان رشد می کنند. ما تصاویری از این دیسک ها را داریم که با بزرگترین تلسکوپ های ما ساخته شده اند ، به ویژه تلسکوپ رادیویی غول پیکر ALMA. در اینجا یکی از کلاسیک های ALMA است:

تصویر ALMA از دیسک تشکیل سیاره در اطراف ستاره نزدیک TW Hydrae. اندازه این دیسک به طور کلی به منظومه شمسی شباهت دارد و سوراخ داخلی این قسمت به اندازه مدار زمین است.S. Andrews (CfA هاروارد-اسمیتسونیان) ، ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

مشتری در حال گرسنگی شدن زمین در حال رشد بود. این ممکن است چیز بدی به نظر برسد ، اما بدون مشتری ، زمین احتمالاً به یک “ابر-زمین” عظیم تبدیل می شود و به درون ، در یک مدار داغ نزدیک خورشید حرکت می کند. برای زندگی عالی نیست.

سیارات از گرد و غبار رشد می کنند. در یک دیسک به اطراف حرکت می کند ، سپس جمع می شود و “کوچک سیارات” 100 کیلومتری را تشکیل می دهد ، که سازه های واقعی سیارات هستند. آنها را مانند سیارک سیب زمینی بدانید جنگ ستارگان– فقط بزرگتر ، دورتر و بدون حلزون های غول پیکر فضایی. حلقه های موجود در تصویر ALMA دسته های گرد و غبار به اندازه شن و ماسه است که در حال حاضر این اجسام می توانند تشکیل شوند.

حیوانات سیاره با برخورد با یکدیگر و همچنین با جاروب گرد و غبار که به داخل حمل می شود ، رشد بیشتری می کنند. وقتی سیاره در حال رشد به اندازه کافی عظیم شود ، گرد و غبار منحرف را مسدود می کند ، نه تنها از گرسنگی ، بلکه مانع رسیدن گرد و غبار به هر سیاره ای نزدیک به خورشید می شود. این حیوانات سیاره ای می توانند از طریق برخورد خود به خود رشد کنند ، اما نه از گرد و غبار جدید از منظومه شمسی.

هسته در حال رشد مشتری – سیاره ای بزرگ با اندازه ده برابر جرم زمین – شاید همین کار را کرده باشد. به اندازه کافی بزرگ شد ، آنقدر سریع که جلوی جریان گرد و غبار را می گیرد. دانشمندان دقیقاً نمی دانند که چرا هسته مشتری بسیار سریعتر از زمین تشکیل شده است ، اما دلیل آن احتمالاً ارتباطی با این واقعیت دارد که مشتری شروع به تشکیل دورتر از خورشید کرده است ، جایی که یخ های چسبنده وجود دارد. و به رشد آن کمک می کند.

شهاب سنگ ها این ایده را تأیید می کنند. هزاران شهاب سنگ موجود در مجموعه های ناسا را ​​می توان بر اساس ایزوتوپهایشان به دو طبقه اصلی تقسیم کرد – مقادیر نسبی عناصر مشابه با تعداد متفاوت نوترون. این شهاب سنگ ها از گرد و غبار ساخته شده اند که دقیقاً به اندازه مناسب هستند تا بتوانند آنها را به سرعت وارد دیسک کنند. با این وجود ، دو نوع شهاب سنگ با هم مخلوط نمی شوند. چرا که نه؟ هسته مسدود کننده گرد و غبار مشتری است.

سیستم ما به دو نیم شده بود
وقتی هسته مشتری از گرد و غبار جلوگیری کرد.
اگر این نبود ، زمین فقط به رشد ادامه می داد
و آنقدر به خورشید نزدیک شده است که ما می درخشیم!

مشتری و زحل نیز رشد مریخ را کند کرده اند. سیاره سرخ فشار زیادی می یابد اما کلاهبرداری است. جرم مریخ 9 برابر کمتر از نزدیکترین همسایه خود ، زمین است. چندین دهه شبیه سازی رایانه ای (آغاز در اواخر دهه 1970) نشان می دهد که بدون مزاحمت خارجی ، مریخ به اندازه زمین بزرگ خواهد شد – حتی با مشتری که مانع جریان گرد و غبار به منظومه شمسی می شود.

منظومه شمسی واقعی (بالا) و منظومه شمسی امروز اگر در هنگام رشد سیارات یک اختلال شدید خارجی وجود نداشته باشد (پایین ؛ طبق شبیه سازی های رایانه ای) امروز چگونه به نظر می رسید.planetplanet.net

پس چرا مریخ بزرگتر نیست؟ چندین ایده مختلف وجود دارد. یک سناریو – Grand Tack – مدار مشتری دارد که با بزرگ شدن تغییر مکان می دهد یا “مهاجرت” می کند. مشتری خود به درون مهاجرت می کند و احتمالاً جایی در نزدیکی مدار زمین ، جایی که بیشتر سیارات مشتری در اطراف سایر ستاره ها وجود دارد ، ختم می شود.

اینجاست که زحل وارد می شود. مشتری و زحل با هم به جای درون به خارج مهاجرت می کنند. این یک اثر هیدرودینامیکی خالص است ، که هنگامی اتفاق می افتد که دو غول گازی در یک دیسک نزدیک به یکدیگر قرار داشته باشند ، و ماده داخلی نسبت به نوع خارجی دارای جرم بیشتری است. جریان گاز تغییر می کند و انبوهی از فضای داخلی مدار داخلی سیاره را ایجاد می کند که برای بیرون راندن دو سیاره عمل می کند. مانند دو دوست خوب ، آنها توانایی خلاف جریان را دارند و با هم مهاجرت می کنند ، در حالی که هر یک به تنهایی به داخل مهاجرت می کنند.

شبیه سازی هیدرودینامیکی مشتری و زحل (در یک دایره) در حال چرخش در صفحه خورشیدی است.آرنو پیرنس

مهاجرت مشتری و زحل ناحیه تغذیه مریخ را خالی کرد و رشد آن را متوقف کرد. تا زمانی که مهاجرت آنها به اندازه کافی معکوس شود (“اصطلاحات قایقرانی” ثابت شود) ، غول های گازی رشد زمین را مختل نمی کنند.

مانند دایناسورها ، زحل و مشتری پرسه می زدند
آنها این سیستم را مجسمه سازی کردند که مردم آن را خانه می نامند
مدار آنها ابتدا منقبض شد ، سپس تغییر مکان داد و افزایش یافت.
زمین ما از سنگهایی ساخته شده است که از طریق آنها شخم زده می شوند.

ما می توانیم چیزی مشابه را در سیستم دیگری مشاهده کنیم که تقریباً 400 سال نوری از ما فاصله دارد. به نظر می رسد دیسک اطراف ستاره PDS70 توسط دو سیاره غول پیکر کودک که در رزونانس مداری قفل شده اند و در حال حاضر به اطراف مهاجرت می کنند ، تشکیل شده است!

برداشت هنرمند از سیارات فراخورشیدی PDS70 b و c هنگام مهاجرت به دیسک اجدادی خود.J. Olmsted (StSci)

سرانجام ، غول های گازی ناپایدار شدند و همه سیارات داخلی دیگر را با سنگ های بی خانمان و یخ دوش گرفتند. برخی شواهد عینی وجود دارد که دانشمندان را به این سوect ظن می برد که منظومه شمسی ما دچار بی ثباتی پویا شده است ، اتفاقی که در آن مدارهای سیارات غول پیکر به طور ناگهانی و چشمگیری تغییر می کنند. به عنوان مثال ، مدار سیارات غول پیکر ، دایره نیستند ، بلکه بیضی های کاملاً کشیده هستند. کمربند کویپر تقریباً خالی است ، اما پلوتو و اریس ، یک سیاره کوتوله دیگر (کشف شده در سال 2005) ، برای رشد به اندازه خود به جرم بسیار بیشتری نیاز دارند. این سیارات غول پیکر توسط ابرهای “ماهواره های نامنظم” احاطه شده اند که به نظر می رسد در جای دیگری گرفته شده اند. مدار سیارک های تروای مشتری به طرز عجیبی کج می شوند. این لیست ادامه دارد.

بگیر ناوتیلوس بولتن

جدیدترین و محبوب ترین مقالات در صندوق ورودی شما تحویل داده می شوند!

مدل Nice ، سناریویی برای توسعه پویای منظومه شمسی ما در شهری به همین نام در فرانسه ساخته شده است ، حاکی از آن است که مدار سیارات غول پیکر صدها میلیون سال پس از تشکیل سیارات ناپایدار شده اند (بعداً اطلاعات بیشتری در مورد آن خواهیم داد). بی ثباتی می تواند به صورت زیر باشد:

تصاویری از بی ثباتی سیاره غول پیکر (از یک شبیه سازی کامپیوتری). خطوط رنگی نشان دهنده مدار سیارات غول پیکر است و نقاط سفید بقایای کره زمین است.گومز و همکاران 2005 / ویکی کمون

در طول بی ثباتی ، غول های یخ ، اورانوس و نپتون ، به همه جا لگد زدند. دیسک بیرونی حیوانات سیاره – در اصل انبوهی از بقایای دنباله دار – تقریباً کاملاً پاک شده بود. این آوارها بر روی سیارات بارید و تعداد زیادی از آنها دستگیر شدند (مانند ماهواره های اشتباه).

و بعداً بی ثباتی بزرگی بوجود آمد
این بار غول ها خصومت خود را ابراز داشتند
مدار غول های یخ بسیار تحت تأثیر قرار گرفت
موارد اضافی را می توان به طور کامل کنار گذاشت!
(زمین بمباران شد ؛ هیچ سیاره ای محافظت نشد.)

در این داستان پیچ و تاب جدیدی وجود دارد که مربوط به زمان وقوع این وقایع است. همانطور که می دانید ماه با دهانه هایی پوشیده شده است. تصور بر این است که از دهه 1970 ، دهانه دهانه ها جهش بزرگی در میزان ضربه صدها میلیون سال پس از تشکیل سیارات نشان می دهد (به یاد داشته باشید ، این میلیاردها سال پیش بود). این “بمباران شدید سنگین” نامیده می شد.

تجزیه و تحلیل جدید نشان می دهد که این پرش احتمالاً فقط دم یک بمب گذاری اولیه است ، همان جهشی که در وهله اول باعث افزایش سیارات شده است. بمباران سنگین “دیر”. این بی ثباتی گذشته را زیر سال نمی برد زیرا می تواند بسیاری از ویژگیهای منظومه شمسی را به طور هم زمان توضیح دهد. اما احتمالاً این اتفاق خیلی زودتر رخ داده است ، شاید در طول رشد سیارات سنگلاخ. یک گیلاس در بالای آن وجود دارد: شبیه سازی های جدید نشان می دهد که بی ثباتی اولیه این سیاره غول پیکر حتی ممکن است دلیل کوچکتر بودن مریخ از زمین را توضیح دهد.

در مدل سازی وقایع میلیاردها سال پیش ، ما فقط فقط به دو چیز محدود می شویم: قوانین فیزیک (و شواهد موجود) و تخیل خود.

ما ماشین زمان نداریم ، گذشته را نمی توانیم ببینیم
اما مدل ها می توانند به برخی از س questionsالاتی که ما پرسیدیم پاسخ دهند
برای آزمایش ایده های خود ، از شبیه سازی استفاده می کنیم
در رایانه های غول پیکر ، با محاسبات عظیم.

برخی از مردم دوست دارند مشتری و زحل را “معمار” منظومه شمسی بنامند ، گویا آنها برنامه روشنی برای چگونگی تکامل سیستم ما دارند. ما نه. ما غول های گازی را به عنوان زورگویانی تصور می کنیم که زمین را تحت فشار قرار داده و تصمیمات زیادی برای ما گرفته اند.

برخی حتی مشتری مشتری را “محافظ” می نامند. این بدان دلیل است که طی 4 میلیارد سال گذشته ، گرانش بسیار زیاد آن ستاره های دنباله دار و سیارکی را پراکنده کرده است که در غیر این صورت می توانند به سیاره ما برخورد کنند. اما با بررسی دقیق تر ، این کار را نمی کند. مشتری فقط از ستاره های دنباله دار که مشتری به مدارهای عبور از زمین پرتاب می کند محافظت می کند. این مانند یک قلدر است – اگرچه کاملاً خوش تیپ – که برای محافظت از شما در برابر یک مشت ، هدیه می خواهد.

شان ریموند یک اخترفیزیکدان آمریکایی است که در آزمایشگاه اخترفیزیک در بوردو فرانسه کار می کند. وی همچنین وبلاگی در رابطه با رابط علوم و داستان ها (planetplanet.net) نوشت و اخیراً کتاب شعرهای نجومی را منتشر کرد. آیات موجود در این پست توسط وی نوشته شده است.

سباستین کریت استاد اخترفیزیک در دانشگاه اکستر انگلیس است.

امیدواریم هنگام تماشای مشتری و زحل در این رابطه عالی ، به شما چیزی داده باشیم که بتوانید درباره آن فکر کنید. اگر به دنبال اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی مشاهده اتصال خود هستید یا می خواهید در مورد مشتری و زحل اطلاعات بیشتری کسب کنید ، http://jupitersaturn2020.org (از جمله این ویدئویی که ساخته ایم) را ببینید.

پانویسها و منابع

1. برای چگونگی دیدن لینک ، اینجا را ببینید.

2. برای تاریخچه اتحادیه ها ، اینجا را ببینید.

3- برای آیه های نجومی بیشتر شان ریموند ، اینجا را ببینید.




منبع: khabar-shoma.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*