کشف شواهد تازه از نخستین روزهای شکل‌گیری منظومه شمسی
پژوهش تازه‌ای نشان می‌دهد اجرام اولیه منظومه شمسی، برخلاف اجرام شکل‌گرفته در دوره‌های بعد، عمدتاً از ذرات سنگی تشکیل شده بودند و سهم مواد یخی در آن‌ها بسیار اندک بود؛ یافته‌ای که می‌تواند درک دانشمندان از چگونگی شکل‌گیری سیارات و قمرها را گسترش دهد.
به گزارش سیناپرس، منظومه شمسی در نخستین مراحل شکل‌گیری خود، محیطی متشکل از گاز، غبار و ذرات جامد بود که ترکیب آن‌ها در فرایند پیدایش اجرام سیاره‌ای نقش داشت. در این محیط، دو گروه از مواد اهمیت ویژه‌ای داشتند: کندرول‌ها، ذرات کوچک سنگی که بر اثر گرمای شدید شکل گرفته بودند، و ماتریس، غبار ریزدانه‌ای غنی از یخ آب و مولکول‌های آلی.
بر اساس یافته‌های پژوهشگران، در نخستین میلیون سال شکل‌گیری منظومه شمسی، کندرول‌ها سهم غالب را در ساخت اجرام جامدی داشتند که بعدها می‌توانستند به سیارات و قمرها تبدیل شوند. این وضعیت در ادامه تغییر کرد و از حدود چهار میلیون سال پس از آغاز شکل‌گیری منظومه شمسی، سهم مواد یخی در اجرام تازه‌تشکیل‌شده افزایش یافت.
این پژوهش که با همکاری گروهی بین‌المللی انجام شده و در مجله Nature Astronomy به چاپ رسیده است، نخستین شواهد ژئوشیمیایی درباره ترکیب مواد سازنده اجرام شکل‌گرفته در نخستین میلیون سال عمر منظومه شمسی را ارائه می‌کند.
پژوهشگران برای بررسی این موضوع، داده‌های شهاب‌سنگ‌های آهنی سقوط‌کرده به زمین را تحلیل کردند. این شهاب‌سنگ‌ها ردپای شیمیایی ترکیب کندرول‌ها و ماتریس را در خود حفظ کرده‌اند. تاریخ‌گذاری پرتوزا و شواهد مربوط به ذوب کامل اجرام مادر این شهاب‌سنگ‌ها نیز به تعیین زمان شکل‌گیری آن‌ها در مراحل بسیار ابتدایی منظومه شمسی کمک کرد.
نتایج نشان داد اجرام اولیه بررسی‌شده در بخش بیرونی منظومه شمسی، حدود ۸۳ تا ۹۲ درصد از کندرول‌ها تشکیل شده بودند و سهم غبار یخی و سرشار از مواد فرّار در آن‌ها بسیار اندک بود. در اجرامی که بعدها شکل گرفتند، سهم این مواد افزایش یافت.
دامان‌ویر گروال، دانشمند علوم زمین و سیاره‌شناسی دانشگاه ییل، در توضیح این یافته‌ها گفت کندرول‌ها از اجزای بنیادی تشکیل‌دهنده سیارات هستند و نتایج پژوهش نشان می‌دهد که این ذرات از همان آغاز شکل‌گیری منظومه شمسی، به‌صورت انتخابی در نخستین اجرام جامد گرد هم آمده‌اند.
تیم پژوهشی برای بررسی ترکیب این اجرام، دو شاخص شیمیایی را ارزیابی کرد: میزان گوگرد، که در ماتریس فراوان‌تر از کندرول‌هاست، و میزان اکسیدشدگی آهن، که اطلاعاتی درباره مقدار یخ آب و غبار اکسیدشده واردشده به این اجرام فراهم می‌کند.
هرچند هر یک از این شاخص‌ها محدودیت‌هایی در بازسازی ترکیب اجرام مادر دارند، هر دو به نتیجه‌ای مشابه رسیدند: اجرام اولیه از مقدار بسیار کمی ماتریس برخوردار بودند. به گفته پژوهشگران، هم‌خوانی این دو شاخص، اعتبار نتیجه‌گیری را تقویت می‌کند.
این یافته‌ها همچنین می‌توانند توضیح دهند چرا شواهد مربوط به کندرول‌های شکل‌گرفته در نخستین مراحل منظومه شمسی در مجموعه شهاب‌سنگ‌های بررسی‌شده اندک است. به نظر می‌رسد گرمای داخلی اجرامی که این ذرات در آن‌ها قرار داشتند، بعدها موجب ذوب آن‌ها شده و بخشی از شواهد اولیه را از بین برده است.
اما چرا مواد سنگی در آغاز شکل‌گیری منظومه شمسی بر مواد یخی غلبه داشتند؟
پژوهشگران یکی از توضیح‌های احتمالی را فرایندی به نام «جدایش آیرودینامیکی» می‌دانند. در این فرایند، تفاوت در ویژگی‌های فیزیکی ذرات، از جمله استحکام و تراکم آن‌ها، می‌تواند بر نحوه حرکت، تجمع و پیوستن آن‌ها به یکدیگر اثر بگذارد. به نظر می‌رسد این ویژگی‌ها در مراحل اولیه به تجمع بیشتر کندرول‌ها کمک کرده باشند؛ هرچند علت دقیق تغییر این الگو در میلیون‌های سال بعد هنوز مشخص نیست.
به گفته پژوهشگران، این نتایج می‌تواند چشم‌انداز تازه‌ای برای بررسی چگونگی شکل‌گیری سیارات و قمرها در دیگر نقاط کیهان فراهم کند. بر این اساس، اجرام سیاره‌ای صرفاً از ترکیب تصادفی مواد موجود در محیط اطراف خود شکل نمی‌گیرند، بلکه فرایندهای فیزیکی می‌توانند تعیین کنند کدام مواد با احتمال بیشتری در ساخت آن‌ها مشارکت داشته باشند.
این پژوهش در مجله علمی Nature Astronomy منتشر شده است.
