شگفتی هایی كه در آسمان تمامی ندارد؛
سیارات بیرونی و سیارات درونی چه تفاوت هایی دارند؟
به گزارش مداربسته، سیارات منظومه شمسی را میتوان برپایه ترکیب آنها به دو گروه بیرونی و درونی تقسیم کرد اما این سیارات تفاوت های بسیاری با یکدیگر دارند.
به گزارش مداربسته به نقل از ایسنا، مردم همیشه از آسمان و همه چیزهایی که در آن دیده می شود، شگفت زده شده اند. این مورد بخصوص حالا که فناوری به ما امکان می دهد تا عمق فضا را مشاهده نماییم، بیشتر مورد توجه قرار دارد. با این وجود، درست در همسایگی کیهانی ما، موضوعات عجیب و جذابی وجود دارند که در نگاه نخست به نظر نمی رسد منطقی باشند. یکی از این موارد عجیب، اختلاف بین سیارات بیرونی و درونی است!
«سیارات درونی»(Inner planets)، کوچک و صخره ای هستند و به صورت کامل فاقد حلقه هستند اما «سیارات بیرونی»(Outer planets)، بسیار بزرگ، یخی و گازی هستند و حلقه ها و قمرهای زیادی دارند. حال سوال اینجاست که چه چیزی می تواند سبب چنین ناسازگاری های عجیب و غریبی شود؟ چرا سیارات درونی و بیرونی منظومه شمسی ما تا این اندازه متفاوت هستند؟
دانشمندان به خاطر وجود مدلها و شبیه سازی ها مطمئن هستند که ما حالا حداقل به اصل چگونگی شکل گیری سیارات خود پی خواهیم برد. ما حتی امکان دارد بتوانیم آنچه را که در مورد منظومه شمسی خود می آموزیم، در مطالعه شکل گیری سیارات فراخورشیدی به کار ببریم. این امر می تواند ما را به درک بیشتر در مورد سیاراتی که احتمال حیات در آنها وجود دارد، هدایت کند. هنگامی که نحوه شکل گیری سیارات منظومه شمسی خویش را درک نماییم، می توانیم یک گام به کشف حیات در سیارات دیگر نزدیک شویم.
ما بعضی از عواملی را که در شکل گیری سیاره ها نقش دارند، درک می نماییم و بنظر می رسد که آنها یک تصویر کامل را ایجاد می کنند. منظومه شمسی ما به صورت ابری بزرگ از گاز و غبار به نام «ابر مولکولی»(Molecular cloud) شروع شد. این ابر احیانا در نتیجه انفجار یک ابرنواختر نزدیک در کهکشان شکل گرفت، گرفتار فروپاشی گرانشی شد و یک حرکت چرخشی کلی را پدید آورد. در نتیجه این حرکت، ابر آغاز به چرخش کرد. بیشتر مواد در اثر گرانش، در مرکز ابر متمرکز شدند که چرخش را سرعت بخشید و تشکیل دادن خورشید اولیه ما را شروع کرد. در همین حال، بقیه مواد به چرخش پیرامون آن در قرصی به نام «سحابی خورشیدی»(solar nebula) ادامه دادند. منظومه شمسی ما به صورت ابری بزرگ از گاز و غبار به نام «ابر مولکولی»(Molecular cloud) شروع شد.
شکل گیری منظومه های سیاره ای
درون سحابی خورشیدی، روند آهسته برافزایش شروع شد. این روند برای اولین بار توسط نیروهای الکترواستاتیکی هدایت می شد که قطعات ریز ماده را به یکدیگر متصل می کرد. در نهایت، آنها به اجرامی تبدیل شدند که جرم کافی را برای جذب گرانشی یکدیگر داشتند و این زمانی بود که ماجرا شروع شد.
هنگامی که نیروهای الکترواستاتیک به حرکت درآمدند، ذرات در یک جهت و با سرعت حدودا یکسان حرکت می کردند. مدار آنها حتی زمانی که به آرامی به سمت یکدیگر کشیده می شدند، بسیار پایدار بود. همان گونه که آنها ساخته می شدند و گرانش به یک شرکت کننده قوی تر تبدیل می شد، همه چیز شکل آشفته تری پیدا کرد. اجرام به یکدیگر کوبیده شدند و مدار آنها تغییر یافت و آنها را در معرض برخوردهای بیشتر قرار داد.
این اجرام برای ساختن قطعات بزرگتر، با یکدیگر برخورد می کردند و در تمام مدت جرم بزرگتری را به وجود می آوردند؛ البته گاهی اوقات برخوردها به جای برافزایش، منجر به تکه تکه شدن آنها می شد. این مواد به انباشته شدن ادامه دادند تا سیاره های کوچک یا اجرام پیش سیاره ای را تشکیل دهند. آنها در نهایت جرم کافی را به دست آوردند تا مدار خویش را از بیشتر بقایای به جامانده پاک کنند.
ماده نزدیک تر به خورشید اولیه که گرم تر بود، عموما از فلز و سنگ بخصوص سیلیکات ها تشکیل شده بود؛ در حالیکه ماده دورتر از خورشید، از مقداری سنگ و فلز اما عموما از یخ تشکیل شده بود. فلز و سنگ توانستند هم در نزدیکی خورشید و هم دور از آن تشکیل شوند اما بدیهی است که یخ نتوانست خیلی نزدیک به خورشید وجود داشته باشد چونکه در اثر گرما تبخیر می شود.
فلز و سنگی که در نزدیکی خورشید درحال شکل گیری وجود داشتند، برای تشکیل سیارات درونی ایجاد شدند. یخ و سایر مواد یافت شده در فواصل دورتر، برای تشکیل سیارات بیرونی جمع شدند. این موضوع، بخشی از تفاوت های ترکیبی بین سیارات درونی و بیرونی را توضیح می دهد اما بعضی از تفاوت ها هنوز بدون توضیح باقی می مانند. چرا سیارات بیرونی این قدر بزرگ و گازی هستند؟چرا سیارات بیرونی این قدر بزرگ و گازی هستند؟
برای درک این موضوع، باید در مورد «خط یخبندان»(Frost line) منظومه شمسی خود صحبت نماییم. خط یخبندان، یک خط خیالی است که منظومه شمسی را به دو قسمت تقسیم می کند. اولین قسمت آن قدر گرم است که می تواند مواد فرار مایع مانند آب را در خود جای دهد و دومین قسمت آن قدر سرد است که آنها بتوانند یخ بزنند. این نقطه که دور از خورشید است و مواد فرار آن نمی توانند در حالت مایع خود باقی بمانند، می تواند بعنوان خط جداکننده بین سیارات درونی و بیرونی در نظر گرفته شود. سیارات فراتر از خط یخبندان کاملا قادر به نگهداری سنگ و فلز بودند اما می توانستند یخ را هم حفظ کنند.
تاثیر خورشید
خورشید در نهایت مواد مورد نیاز را جمع کرد و به دمای کافی رسید تا فرایند همجوشی هسته ای را آغاز کند و اتم های هیدروژن را به هلیوم تبدیل کند. آغاز این فرایند سبب بیرون راندن تندبادهای شدید خورشیدی شد که سیارات درونی را از مواد فرار جو خالی کرد. این باد خورشیدی هنوز هم از خورشید به بیرون جریان دارد اما شدت آن کمتر است و میدان مغناطیسی زمین بعنوان یک سپر در مقابل آن عمل می کند. سیارات دورتر از خورشید، تحت تاثیر شدید قرار نگرفتند. با این وجود، آنها در واقع قادر به جذب گرانشی بعضی از مواد انتشار یافته از خورشید بودند.
چرا سیارات بیرونی بزرگتر بودند؟ ماده در منظومه شمسی بیرونی از سنگ و فلز تشکیل شده است؛ درست مانند آنچه در نزدیکی خورشید بود اما مقادیر زیادی یخ را هم در بر داشت که نمی توانست در منظومه شمسی داخلی متراکم شود چونکه آنجا بیش از حد گرم بود. سحابی خورشیدی که منظومه شمسی ما از آن تشکیل شده است، حاوی عناصر سبکتر بسیار بیشتری نسبت به سنگ و فلز است. بنابراین، وجود این مواد در منظومه شمسی بیرونی تفاوت زیادی را ایجاد کرد. این موضوع، دلیل محتوای گازی و اندازه بزرگ آنها را توضیح می دهد. آنها پیش از این بزرگتر از سیارات درونی بودند چونکه یخ در نزدیکی خورشید وجود نداشت. زمانی که خورشید جوان آن بادهای شدید خورشیدی را تجربه می کرد، سیارات بیرونی به اندازه ای بزرگ بودند که مقدار زیادی از آن مواد را به صورت گرانشی جذب می کردند. همچنین، آنها در منطقه سردتری از منظومه شمسی قرار داشتند و بنا بر این می توانستند مواد را راحتتر حفظ کنند.
سیارات درونی
سیارات درونی که «سیارات زمینی»(Terrestrial planets) هم نامیده می شوند، سیاراتی شبیه به زمین هستند که از سنگ یا فلز با سطح سخت تشکیل شده اند. همچنین، سیارات زمینی دارای هسته ای از جنس فلز سنگین مذاب، قمرهای کم و خصوصیت های توپولوژیکی مانند دره ها، آتشفشان ها و دهانه ها هستند.
در منظومه شمسی ما، چهار سیاره زمینی وجود دارند که همه آنها نزدیک به خورشید قرار گرفته اند. این چهار سیاره، عطارد، زهره، زمین و مریخ هستند. در طول شکل گیری منظومه شمسی، احیانا سیارات زمینی بیشتری وجود داشته اند اما یا با یکدیگر ادغام شده اند یا از بین رفته اند.
در طول شکل گیری منظومه شمسی، احیانا سیارات زمینی بیشتری وجود داشته اند اما یا با یکدیگر ادغام شده اند یا از بین رفته اند. تعریف «اتحادیه بین المللی نجوم»(IAU) در مورد سیاره، بحث برانگیز است. اتحادیه بین المللی نجوم، سیاره را بعنوان یک جرم آسمانی تعریف می کند که در مداری به دور خورشید می چرخد، شکلی حدودا گرد دارد و عموما منطقه مداری خویش را از زباله ها پاک کرده است. دانشمندان در مورد سومین مورد اختلاف نظر دارند. بعضی می گویند که تعیین کردن میزان پاکسازی یک سیاره دشوار است؛ در حالیکه دیگران می گویند سیاره ای مانند پلوتون کمتر از سیاره ای مانند زمین پاک می شود. این بدان معناست که بعضی از ستاره شناسان استدلال می کنند که سیاره کوتوله پلوتون باید همراه با سایر سیارات کوتوله که در سرتاسر منظومه شمسی پراکنده شده اند، بعنوان یک سیاره طبقه بندی شود.
عطارد
عطارد کوچکترین سیاره زمینی منظومه شمسی است که اندازه آن به حدود یک سوم زمین می رسد. این سیاره، جو نازکی دارد که سبب می شود دمای آن در نوسان باشد. همچنین، عطارد سیاره ای متراکم بشمار می رود که بیشتر از آهن و نیکل تشکیل شده است.
میدان مغناطیسی عطارد تنها حدود یک درصد میدان مغناطیسی زمین است و این سیاره هیچ قمر شناخته شده ای ندارد. سطح عطارد، دهانه های عمیق بسیاری را در خود جای داده و بوسیله ی یک لایه نازک از ذرات ریز سیلیکات پوشیده شده است.
دانشمندان در سال ۲۰۱۲، شواهد گسترده ای را در مورد وجود مواد آلی سازنده حیات و همینطور یخ آب در دهانه های زیر سایه خورشید پیدا کردند. جو نازک عطارد و نزدیکی آن به خورشید به این معناست که غیر ممکن است این سیاره میزبان حیات به آن گونه ای باشد که ما می شناسیم.
جو نازک عطارد و نزدیکی آن به خورشید به این معناست که غیر ممکن است این سیاره میزبان حیات به آن گونه ای باشد که ما می شناسیم.
زهره
زهره که حدودا به اندازه زمین است، جوی غلیظ و سمی تحت سیطره مونوکسید کربن دارد که گرما را به دام می اندازد و آنرا به داغ ترین سیاره در منظومه شمسی تبدیل می کند. زهره هیچ قمر شناخته شده ای ندارد. بیشتر سطح این سیاره با آتشفشان ها و دره های عمیق مشخص شده است.
بزرگترین دره روی زهره به طول حدود ۶۵۰۰ کیلومتر در سرتاسر سطح آن امتداد دارد و امکان دارد که حداقل بعضی از آتشفشان های این سیاره هنوز فعال باشند. تعداد کمی از فضاپیماها تابحال به جو غلیظ زهره نفوذ کرده و زنده مانده اند. بیشتر فضاپیماها در عبور کردن از جو زهره مشکل دارند. این سیاره با حیات به آن گونه ای که ما می شناسیم، دشمنی دارد.
زمین
از میان چهار سیاره زمینی، زمین بزرگترین و تنها سیاره ای است که مناطق وسیعی از آب مایع دارد. آب به صورت مورد نظر ما، به منظور زندگی ضروری بشمار می رود و زندگی در زمین، از عمیق ترین اقیانوس ها گرفته تا بلندترین کوه ها فراوان است. مانند سایر سیارات زمینی، زمین دارای یک سطح سنگی با کوه ها و دره ها و یک هسته فلزی سنگین است. جو زمین حاوی بخار آب است که به تعدیل دمای روزانه آن کمک می نماید.
این سیاره در بیشتر سطح خود دارای فصول منظم است. مناطق نزدیک به استوا تمایل به گرم ماندن دارند؛ در حالیکه نقاط نزدیک به قطب ها خنک تر و در زمستان دارای یخبندان هستند. با این وجود، آب و هوای زمین به سبب تغییرات آب وهوایی در رابطه با گازهای گلخانه ای تولیدشده توسط انسان که بعنوان تله ای برای فرار از گرما عمل می کند، درحال گرم شدن است. زمین یک قمر بزرگ دارد که فضانوردان در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ از آن بازدید کردند.
مریخ
مریخ دارای بزرگترین کوه در منظومه شمسی است که حدود ۲۴ کیلومتر از سطح بالا می رود. بیشتر سطح مریخ بسیار قدیمی و پر از دهانه است اما از نظر زمین شناسی، مناطق جدیدتری هم در این سیاره وجود دارند. در قطب های مریخ، کلاهک های یخی قطبی قرار دارند که در طول بهار و تابستان مریخ، از نظر اندازه کوچک می شوند. مریخ چگالی کمتری نسبت به زمین دارد و میدان مغناطیسی آن کوچکتر است که به جای هسته مایع، هسته جامد را نشان داده است.
اگرچه دانشمندان هنوز هیچ شواهدی را در مورد وجود حیات در مریخ پیدا نکرده اند اما مریخ به داشتن یخ آب و مواد آلی تشکیل دهنده موجودات زنده مشهور است. شواهدی از وجود متان هم در بعضی از نقاط سطح پیدا شده است. متان از هر دو فرایند زنده و غیر زنده تولید می شود. مریخ دو قمر کوچک به نامهای «فوبوس»(Phobos) و «دیموس»(Deimos) دارد. با عنایت به اینکه سیاره سرخ امکان دارد در گذشته باستانی قابل سکونت بوده باشد، یک مقصد محبوب برای فضاپیماها بشمار می رود.
ورای منظومه شمسی
«تلسکوپ فضایی کپلر»(Kepler space telescope) ناسا تا ژانویه ۲۰۱۹، بیشتر از ۲۳۰۰ سیاره بیگانه تایید شده و هزاران سیاره احتمالی دیگر را کشف کرد. سوخت «کپلر» در سال ۲۰۱۸ به اتمام رسید اما خیلی از اکتشافات آن در مورد سیارات احتمالی هنوز باید با پیگیری بیشتر تایید شوند. دانشمندان با کمک مشاهدات تلسکوپ های دیگر که برپایه داده های تلسکوپ کپلر انجام شده بودند، دریافتند که امکان دارد میلیاردها سیاره مشابه زمین در کهکشان راه شیری وجود داشته باشند.
در سال ۲۰۱۷، تلسکوپ دیگری معروف به «تلسکوپ کوچک جنوبی گذر سیاره ها و خرده سیاره ها» یا «تراپیست»(TRAPPIST)، منظومه ای از سیارات مشابه زمین را کشف کرد که به دور ستاره ای در فاصله بیشتر از ۳۹ سال نوری از ما می چرخند. در این منظومه، هفت سیاره وجود دارد که تصور می شود زمینی باشند و چهار مورد از آنها ابرزمین هستند. این منظومه با نام «تراپیست-۱»(TRAPPIST-1) شناخته می شود.
پژوهشی که در سال ۲۰۲۱ در مجله «Planetary Science Journal» به چاپ رسید، نشان داد که همه سیارات این منظومه دارای چگالی مشابهی هستند. این امر می تواند بدان معنا باشد که نسبت مشابهی از موادی مانند آهن، سیلیکون و اکسیژن که معمولاً در سیارات سنگی یافت می شوند، در این سیارات وجود دارد.
سه سیاره در منظومه تراپیست-۱ وجود دارند که در منطقه قابل سکونت ستاره مرکزی آن قرار گرفته اند. منطقه قابل سکونت، فاصله ای از ستاره است که در آن، آب مایع می تواند در سطح سیاره وجود داشته باشد. سیاراتی که در این منطقه از منظومه شمسی قرار گرفته اند، احیانا قادر به میزبانی حیات هستند. منطقه قابل سکونت، فاصله ای از ستاره است که در آن، آب مایع می تواند در سطح سیاره وجود داشته باشد.
مأموریت جانشین کپلر که «ماهواره نقشه بردار فراخورشیدی گذران» یا «تس»(TESS) نام دارد، عملیات خویش را در سال ۲۰۱۸ شروع کرد. این فضاپیما برای جستجوی سیاراتی به اندازه زمین طراحی شده است که تنها چند سال نوری از سیاره ما فاصله دارند و امکان رصد سریع را از روی زمین فراهم می آورد. تس از اوایل سال ۲۰۱۹، تعداد انگشت شماری از سیاره ها را کشف کرده است. اولین کشف تایید شده آن در سپتامبر ۲۰۱۸ بود.
سیارات بیرونی
همه سیارات، زمینی نیستند. در منظومه شمسی ما، غول های گازی مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون هم وجود دارند که بعنوان سیارات بیرونی یا «سیارات غیر زمینی»(Non-terrestrial planets) شناخته می شوند. معلوم نیست که خط تقسیم بین یک سیاره سنگی و یک سیاره زمینی چیست. بعنوان مثال، بعضی از ابرزمین ها امکان دارد سطح مایع داشته باشند. در منظومه شمسی ما، غول های گازی بسیار بزرگتر از سیارات زمینی هستند و جوی ضخیم پر از هیدروژن و هلیوم دارند. در مشتری و زحل، هیدروژن و هلیوم بیشتر سیاره را می سازند. این در حالیست که چنین عناصری در اورانوس و نپتون، فقط پوشش بیرونی را می سازند. این سیارات برای پذیرش زندگی به آن صورتی که ما می شناسیم، آماده نیستند؛ باآنکه این سیارات دارای قمرهای یخی هستند که می توانند اقیانوس های قابل سکونت داشته باشند.
غول های گازی، قمرهای بسیاری دارند که خیلی از آنها بزرگ هستند و به اندازه هر سیاره ای جالب به نظر می رسند. قمرهای کوچک و جدید سیارات بیرونی هر چند سال یک مرتبه کشف می شوند.
مشتری
مشتری نسبت به مجموع سیارات دیگر، پرجرم تر است. این سیاره، انرژی الکترومغناطیسی را از ذرات آبستن اتمی ساطع می کند که از راه میدان مغناطیسی قوی خود به صورت مارپیچی درحال حرکت هستند. اگر این سیاره سوزان برای چشمان ما قابل مشاهده بود، بزرگ تر از ماه کامل در آسمان به نظر می رسید. کمربندهای تشعشعی محبوس شده در نزدیکی مشتری، برای فضاپیماها خطر ایجاد می کنند.
نزدیک کردن یک فضاپیما به مشتری همیشه با خطراتی همراه می باشد. فضاپیمایی که برای پرواز کردن در نزدیکی مشتری در نظر گرفته شده است، باید با اجزای مناسب و محافظ طراحی شود. فضاپیماهایی که مشتری را بررسی می کنند، امکان دارد در معرض دوز شدیدی از تشعشع قرار بگیرند. تجهیزاتی که قرار نیست در مشتری کار کنند، باید با خاموش شدن یا پوشاندن آشکارسازها محافظت شوند.
دو فضاپیما به نامهای «گالیله»(Galileo spacecraft) و «جونو»(Juno) به دور مشتری چرخیده اند و چندین فضاپیمای دیگر شامل «پایونیر ۱۰»(Pioneer 10)، «پایونیر ۱۱»، «وویجر ۱»(Voyager 1)، «وویجر ۲»، «اولیس»(Ulysses)، «کاسینی»(Cassini) و «نیوهورایزنز»(New Horizons) پرواز کرده اند.
زحل
زحل به سبب سیستم پیچیده و گسترده حلقه های خود که حتی در یک تلسکوپ کوچک هم بسیار چشم گیر هستند، شناخته شده است. حتی با بهره گیری از یک تلسکوپ کوچک هم میتوان مایل بودن یا مسطح بودن این سیاره را در قطب ها تشخیص داد. مطالعه مداوم سیستم حلقه ای زحل می تواند درک جدیدی را در مورد پویایی مداری آن عرضه نماید که برای هر سیستمی از اجرام درحال گردش، از منظومه های خورشیدی جدید گرفته تا کهکشان ها قابل استفاده می باشد. قمرهای زحل معروف به «تایتان»(Titan)، «انسلادوس»(Enceladus) و «یاپتوس»(Iapetus) همیشه بسیار جالب و قابل توجه بوده اند.
پایونیر ۱۱ و فضاپیماهای وویجر در کنار زحل پرواز کرده اند و فضاپیمای کاسینی هم به مطالعه سیستم درونی مدار زحل پرداخته است. کاوشگر اروپایی «هویگنس»(Huygens) که توسط کاسینی حمل می شد، در ۱۴ ژانویه ۲۰۰۵ یک مأموریت موفقیت آمیز را در جو تایتان و روی سطح آن انجام داد.
اورانوس و نپتون
اورانوس و نپتون، اندازه و رنگ مشابهی دارند اما بنظر می رسد که نپتون با وجود فاصله بسیار بالاتر از خورشید، جو فعال تری دارد. هر دو سیاره عموما از سنگ و یخ های متعدد تشکیل شده اند. جو گسترده آنها که حدود ۱۵ درصد جرم هر سیاره را تشکیل می دهد، از هیدروژن و کمی هلیوم تشکیل شده است. اورانوس و نپتون هر دو دارای قمرهای متنوع و جالب هستند.
قمرها و حلقه ها
یخ و گاز به مراتب کمتر حاوی سنگ و فلزی هستند که سیارات درونی را تشکیل می دهد. چگالی مواد به ایجاد شکاف بزرگی منجر می شود و سیارات بیرونی با چگالی کمتر، بسیار بزرگتر هستند. میانگین قطر سیارات بیرونی ۹۱۰۴۱.۵ کیلومتر است. در مقابل، قطر سیارات درونی به ۹۱۳۲.۷۵ کیلومتر می رسد. سیارات درونی حدودا ۱۰ برابر سیارات بیرونی چگالی دارند.
چرا سیارات درونی دارای تعداد کمی قمر و بدون حلقه هستند اما تمام سیارات بیرونی، حلقه و قمرهای زیادی دارند؟ به یاد بیاورید که چگونه سیارات از موادی به وجود آمدند که درحال چرخیدن به دور خورشید جوان و تشکیل دادن آن بودند. در بیشتر موارد، قمرها حدودا به همین صورت تشکیل شده اند. سیارات بیرونی درحال برافزایش، مقادیر زیادی ذرات گاز و یخ را به سمت خود جذب می کردند که اغلب به مدار سیاره می افتادند. این ذرات به همان روشی که سیارات مادر آنها شکل گرفته بودند، به تدریج بزرگ شدند و قمرها را تشکیل دادند. همچنین، سیارات بیرونی به گرانش کافی برای جذب سیارک هایی دست پیدا کردند که در همسایگی آنها به صورت خطی درحال عبور بودند. گاهی اوقات یک سیارک به جای عبور از یک سیاره کلان جرم، در مدار قرار می گیرد و به یک قمر تبدیل می شود.
حلقه ها زمانی تشکیل می شوند که قمرهای یک سیاره به سبب تنش های جزر و مدی، تحت کشش گرانشی سیاره مادر خرد می شوند. بقایای به جامانده در مدار باقی می مانند و حلقه های زیبایی را که می بینیم، می سازند. احتمال تشکیل شدن حلقه در اطراف یک سیاره، با عنایت به تعداد قمرهایی که دارد بیشتر می شود. بنابراین، منطقی است که سیارات بیرونی دارای حلقه باشند اما سیارات درونی، حلقه نداشته باشند.
این حقیقت که سیارات بیرونی هم اکنون حلقه دارند اما سیارات درونی فاقد حلقه هستند، در وهله اول به این علت است که سیارات بیرونی، قمرهای بسیار بیشتری دارند و به همین دلیل، فرصت های بیشتری برای برخورد و شکستن به منظور شکل گیری حلقه ها برای آنها وجود دارد.
این پدیده اقماری که حلقه ها را ایجاد می کند، به سیارات بیرونی محدود نمی گردد. دانشمندان ناسا سال ها بر این باور بودند که قمر «فوبوس» سیاره مریخ امکان دارد به سرنوشت مشابهی گرفتار شود. در ۱۰ نوامبر ۲۰۱۵، مقامات ناسا گفتند شاخص هایی وجود دارند که از این نظریه حمایت می کنند؛ بخصوص بعضی از شیارهای موجود در سطح قمر که امکان دارد نشان دهنده تنش جزر و مدی باشند. در بعضی از اجرام، جزر و مد می تواند به اندازه ای قوی باشد که سبب شود جامدات هم مانند مایعات تحت تاثیر قرار بگیرند. این حقیقت که سیارات بیرونی هم اکنون حلقه دارند اما سیارات درونی فاقد حلقه هستند، در وهله اول به این علت است که سیارات بیرونی، قمرهای بسیار بیشتری دارند و به همین دلیل، فرصت های بیشتری برای برخورد و شکستن به منظور شکل گیری حلقه ها برای آنها وجود دارد.
سایر تفاوت های بالقوه
پرسش بعدی اینست که چرا سیارات بیرونی بسیار سریع تر از سیارات درونی می چرخند اما کندتر از آنها دور مداری خویش را کامل می کنند. دومین مورد در درجه اول، نتیجه فاصله آنها از خورشید است. قانون گرانش نیوتن توضیح می دهد که نیروی گرانشی هم تحت تاثیر جرم اجسام و هم فاصله بین آنها قرار می گیرد. کشش گرانشی خورشید در سیارات بیرونی، به سبب افزایش فاصله آنها کاهش پیدا می کند. بدیهی است که آنها مسافت بسیار بیشتری را برای پیمودن یک چرخش کامل به دور خورشید دارند اما کشش گرانشی کمتر آنها سبب می شود که با پیمودن آن فاصله، آهسته تر حرکت کنند.
سیارات بیرونی دارای جوی هستند که حدودا به صورت کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. در مورد دوره های چرخشی آنها، دانشمندان در واقع کاملا مطمئن نیستند که چرا سیارات بیرونی به سرعت آنها می چرخند. بعضی از دانشمندان مانند «آلن باس»(Alan Boss)، دانشمند سیاره شناسی باور دارند گازی که خورشید هنگام آغاز همجوشی هسته ای به بیرون پرتاب می کند، احیانا هنگام سقوط روی سیارات بیرونی، حرکت زاویه ای بوجود آورده است. این حرکت زاویه ای سبب می شود که سیارات با ادامه یافتن روند، با سرعت بیشتری بچرخند.
خیلی از تفاوت های باقی مانده، نسبتا ساده به نظر می رسند. سیارات بیرونی، بسیار سردتر هستند که به سبب فاصله زیاد آنها از خورشید است. سرعت مداری با فاصله از خورشید کاهش پیدا می کند. ما نمی توانیم فشارهای سطحی را مقایسه نماییم چونکه این مقادیر هنوز برای سیارات بیرونی اندازه گیری نشده اند. سیارات بیرونی دارای جوی هستند که حدودا به صورت کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است؛ یعنی همان گازهایی که توسط خورشید اولیه به بیرون پرتاب شدند و امروزه با غلظت های کمتری به بیرون پرتاب می شوند.
برخی تفاوت های دیگر بین سیارات درونی و بیرونی وجود دارند. با این وجود، دانشمندان هنوز خیلی از داده های لازم را برای تحلیل و بررسی واقعی آنها در اختیار ندارند. به دست آوردن این اطلاعات، دشوار و پرهزینه است چونکه سیارات بیرونی از ما بسیار دور هستند. هرچه بتوانیم اطلاعات بیشتری در مورد سیارات بیرونی به دست آوریم، احیانا با دقت بیشتری می توانیم نحوه شکل گیری منظومه شمسی و سیارات خویش را درک نماییم.
مشکل آنچه ما هم اکنون درک می نماییم، اینست که یا دقیق نیست یا حداقل ناقص است. بنظر می رسد شکاف هایی در نظریه ها ظاهر می شوند و برای اینکه نظریه ها پایدار باشند، باید فرضیات زیادی در نظر گرفته شوند. بعنوان مثال، چرا ابر مولکولی ما در وهله اول درحال چرخش بود؟ چه چیزی سبب آغاز فروپاشی گرانشی شد؟ دانشمندان این نظریه را مطرح کرده اند که یک موج ضربه ای ناشی از یک ابرنواختر امکان دارد بر فروپاشی گرانشی ابر مولکولی تأثیر گذاشته باشد اما پژوهش هایی که برای پشتیبانی از این نظریه استفاده شده اند، فرض می کنند که ابر مولکولی پیش تر درحال چرخش بوده است. حال این پرسش مطرح می شود که چرا ابر مولکولی می چرخید؟
دانشمندان، سیارات فراخورشیدی غول پیکر یخی را کشف کرده اند که برپایه درک کنونی ما، بسیار نزدیک تر از آنچه که امکان دارد به ستاره های مادر خود هستند. در مورد این ناسازگاری هایی که مابین منظومه شمسی و منظومه های اطراف ستاره های دیگر می بینیم، حدس های بسیاری عرضه می شوند. بعنوان مثال، شاید نپتون و اورانوس نزدیک تر به خورشید شکل گرفته باشند اما به مرور زمان به فاصله دورتر رفته باشند. اینکه چگونه و چرا چنین اتفاقی رخ می دهد، در هاله ای از ابهام باقی مانده است.
پژوهش های بیشتری مورد نیاز است
باآنکه مطمئنا شکاف هایی در دانش ما وجود دارند اما ما توضیح بسیار خوبی برای خیلی از اختلافات بین سیارات درونی و بیرونی داریم. تفاوت ها در درجه نخست به مکان باز می گردند. سیارات بیرونی، فراتر از خط یخبندان قرار دارند؛ ازاین رو می توانند در حین شکل گیری، مواد فرار و همینطور سنگ و فلز را در خود جای دهند. این افزایش انبوه سبب خیلی از نابرابری های دیگر می شود.
مشاهداتی که در مورد سیارات فراخورشیدی انجام شده اند، ما را به این پرسش سوق می دهند که آیا درک کنونی ما واقعا کافی است یا خیر. فرضیات زیادی در توضیحات کنونی ما وجود دارند که کاملا مبتنی بر شواهد نیستند. درک ما ناقص است و هیچ راهی برای سنجش میزان تاثیر کمبود دانش ما در این مورد وجود ندارد. شاید ما باید بیشتر از چیزی که تصور می نماییم، یاد بگیریم. هنگامی که بفهمیم منظومه شمسی و سیاره خودمان چگونه شکل گرفته اند، یک گام به درک چگونگی شکل گیری سایر منظومه های خورشیدی و سیارات فراخورشیدی نزدیک تر خواهیم شد. شاید یک روز، بتوانیم به صورت دقیق پیشبینی نماییم که زندگی در کدام سیارات وجود دارد.
منبع: مداربسته
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب