قام الباحثون بتطوير محاكاة حاسوبية لنمو كوكب المشتري وتتبعوا كيف تسببت جاذبيته في حدوث تصادمات سريعة بين الكواكب الصخرية والغنية بالمياه في النظام الشمسي المبكر.
قبل أربعة مليارات ونصف المليار سنة، نما كوكب المشتري بسرعة هائلة ليصل إلى حجمه الهائل. وقد أدت جاذبيته القوية إلى اختلال مدارات أجسام صخرية جليدية صغيرة - تُشبه الكويكبات والمذنبات اليوم - تُسمى الكواكب المصغرة. وقد تسبب هذا في اصطدامها ببعضها البعض بسرعات عالية لدرجة أن الصخور والغبار بداخلها ذابت عند الاصطدام، مُشكلةً قطرات عائمة من الصخور المنصهرة - الكوندرولات - التي نجدها محفوظة في النيازك اليوم.
الآن، حدد باحثون من جامعة ناغويا في اليابان والمعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية (INAF) لأول مرة كيفية تشكل هذه القطرات، واستخدموا نتائجهم لتحديد تاريخ تشكل كوكب المشتري بدقة. تُظهر دراستهم، المنشورة في مجلة "التقارير العلمية"، كيف أن خصائص الكوندرولات - وخاصةً حجمها ومعدل تبريدها في الفضاء - تتحدد بواسطة الماء الموجود في الكويكبات الصغيرة المتصادمة. يُفسر هذا الملاحظات في عينات النيازك، ويُثبت أن تشكل الكوندرولات كان نتيجة لعمليات تشكل الكواكب.
كبسولات زمنية من 4.6 مليار سنة مضت
الكوندرولات - وهي كرات صغيرة قطرها حوالي 0.1-2 مم - اندمجت في الكويكبات مع تشكل النظام الشمسي. وبعد مليارات السنين، انفصلت أجزاء من تلك الكويكبات وسقطت على الأرض على شكل نيازك. (السؤال) شغل العلماء لعقود كيف اكتسبت الكوندرولات شكلها الدائري.
عندما اصطدمت الكويكبات الصغيرة ببعضها البعض، تبخر الماء على الفور متحولاً إلى بخار متمدد. وحدث هذا كـ"انفجارات" صغيرة، وحطم صخور السيليكات المنصهرة إلى قطرات صغيرة نراها في النيازك اليوم، كما يوضح البروفيسور سين-إيتي سيرونو، المؤلف الرئيسي المشارك من كلية دراسات الأرض والبيئة بجامعة ناغويا.
"لم تتمكن النظريات السابقة للتكوين من تفسير خصائص الكوندرولات دون الحاجة إلى شروط محددة للغاية، في حين أن هذا النموذج راضٍ عن الظروف التي نشأت بشكل طبيعي في النظام الشمسي المبكر في وقت ولادة كوكب المشتري."
قام الباحثون بتطوير محاكاة حاسوبية لنمو كوكب المشتري وتتبعوا كيف تسببت جاذبيته في حدوث تصادمات سريعة بين الكواكب الصخرية والغنية بالمياه في النظام الشمسي المبكر.
قارنّا خصائص ووفرة الكوندرولات المُحاكاة مع بيانات النيازك، ووجدنا أن النموذج يُنتج كوندرولات واقعية تلقائيًا. كما يُظهر النموذج أن إنتاج الكوندرولات يتزامن مع التراكم المكثف للغاز السديمي بواسطة المشتري حتى يصل إلى كتلته الهائلة. وبما أن بيانات النيازك تُشير إلى أن ذروة تكوّن الكوندرولات حدثت بعد 1.8 مليون سنة من بداية (تكوين) النظام الشمسي، فإن هذا هو أيضًا الوقت الذي وُلد فيه (تشكّل) كوكب المشتري، كما يقول الدكتور دييغو توريني، المؤلف الرئيسي المشارك والباحث الرئيسي في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية (INAF).
طريقة جديدة لتحديد تاريخ تشكل الكواكب
تُقدم الدراسة صورة أوضح لكيفية تشكل نظامنا الشمسي. ومع ذلك، فإن فترة تكوين الكوندرولات التي بدأت مع تشكل كوكب المشتري قصيرة جدًا لتفسير سبب وجود العديد من الكوندرولات ذات الأعمار المختلفة في النيازك. التفسير الأكثر ترجيحًا هو أن كواكب عملاقة أخرى، مثل زحل، كوّنت أيضًا كوندرولات عند تكوينها.
من خلال دراسة الكوندرولات من مختلف الأعمار، يمكن للعلماء تتبع ترتيب نشأة الكواكب (تكوينها) وفهم كيفية تطور نظامنا الشمسي مع مرور الوقت. كما تشير الدراسة إلى أن عمليات التكوين العنيفة هذه قد تحدث حول نجوم أخرى، مما يوفر رؤى ثاقبة حول تطور الأنظمة الكوكبية الأخرى.
نُشرت الدراسة، المعنونة "تكوين الكوندرول عن طريق تصادمات الكواكب الصغيرة التي تحتوي على مواد متطايرة ناجمة عن تشكل كوكب المشتري"، في مجلة Scientific Reports في 25 أغسطس/آب 2025. DOI: 10.1038 / s41598-025-12643-x.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
الماء في النيازك - هذا هو حرفيًا "الماء الموجود فوق السماء".