چه اتفاقی رخ می دهد اگر یک ابَر زمین به منظومه شمسی بیافزاییم؟

زمانی که کین ابرزمین Gliese ۱۶۳c را در قسمت بیرونی کمربند سیارکی در ۳.۸ واحد مجومی قرار داد، مدار هر دو غول گازی مرغی‌شکل‌تر شد، به طوری که ابتدا ابرزمین و پس از آن اورانوس از منظومه خارج شدند. مطالعه کین نشان داد که در این مورد، حتی کوچکترین تغییرات در مدار منظومه شمسی خارجی، سیارات درونی را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد.

کین در ایمیلی به اسپیس گفت که این ناکامی دائمی در میان جامعه‌ای سیارات فراخورشیدی بوده است. بنابراین من در این مطالعه به این پرسش پاسخ دادم که اگر آرزوی داشتن ابر زمین در منظومه‌ای شمسی محقق شود چه اتفاقی می‌افتد؟

تمام اجزای منظومه‌ای شمسی مانند چرخ‌دنده‌های یک ساعت پیچیده عمل می‌کنند اما اگر یک سیاره بزرگ به این منظومه اضافه شود چه اتفاقی رخ خواهد داد؟

این نتایج نشان داد که هر چهار سیاره درونی یعنی عطارد، زهره، مریخ و زمین به طور ویژه در برابر تغییرات محیطی آسیب پذیر هستند. برخی از آنها یا هر چهار سیاره در بسیاری از موارد از منظومه شمسی بیرون افتادند. در هیچ یک از هزاران شبیه سازی یک خروجی مشتری یا زحل دیده نشد. اما در موارد معدودی، این دو غول گازی سیارات دیگری از جمله خود ابرزمین تازه اضافه شد و همچنین اورانوس را به بیرون پرتاب کردند و باعث هرج و مرج در میان قمرهای آن شدند.

کین می‌گوید، به طور کلی، این مطالعه نشان می‌دهد که سیاره من چقدر برای دینامیک شمسی مهم است و حتی تغییرات نسبتا کوچک نیز می‌تواند تفاوت عظیمی در پایداری منظومه ما ایجاد کند.

بخوان  ناسا نقطه عطفی در آزمایش تاکسی‌های هوایی ایجاد کرد

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، بر اساس تحقیقات علمی که در آن یک ابرزمین شبیه سازی شده است در درون منظومه شمسی قرار گرفته و سرنوشت هر سیاره هشتی منظومه‌ای ما از حضور آن مشخص می‌شود که چنین سیاره‌ای می‌تواند مخربی بر مدار اکثر سیارات باشد.

مدارک رزنانس زمانی اتفاق می‌افتد که دو یا چند جرم سماوی که به دور جرم دیگری می‌گردند، گرانشی متقابل و متناوبی بر هم داشته باشند و نسبت به دوره‌های تناوبی گردششان به نسبت دو عدد صحیح کوچک باشد. برای مثال در منظومه‌ی شمسی، دوره‌ی تناب اقمار اروپا، گانیمِد، و آیو به دور مشتری نسبت به یک به دو به چهار است. در این حالت گفته می‌شود که این سه قمر در رزوانس ۱:۲:۴ هستند.

چه اتفاقی رخ می دهد اگر یک ابَر زمین به منظومه شمسی بیافزاییم؟

کین گفت که اکثر گمانه زنی‌هایی مبنی بر اینکه آیا منظومه شمسی ما می‌توانیم به ایمان سیاره دیگری بین مریخ و مشتری را در خود جای دهد یا خیر، دارند و به نظر می‌رسند که پاسخ آن یک «نه» قاطع باشد.

واژه‌های ابر زمینی است که برای سیاراتی با بزرگ‌تر از زمین، اما سبک‌تر از سیارات گازی می‌شود.

این تحقیق در مقاله‌ای که در روز ۲۸ فوریه در مجله علوم سیاره‌ای (Planetary Science) منتشر شده است، شرح داده شده است.

ماموریتهای شکار سیارات فراخورشیدی ناسا مانند کپلر و ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی(TESS) به ستاره شناسان کمک کرده است تا متوجه شوید که چنین سیاراتی به طور شگفت انگیزی در کهکشان راه شیری بسیار متداول هستند. یک سوم تمام سیارات فراخورشیدی ابر زمین هستند. دکتر فکر می‌کنند که منظومه شمسی به این دلیل یک ابرزمین نیست که سیاره مشتری را به سمت کمربند سیارک‌ها فرستاده و دوباره به بیرون برگشته است و این اتفاق شکل‌گیری را سرکوب کرده و طی آن مواد بسیاری به سمت خورشید فرستاده شده است. به دلیل عدم وجود داده‌های محلی از درک چنین جهان‌هایی که در سایر منظومه‌های خورشیدی رایج هستند برای مشکل زمین هستند.

بخوان  مایکروسافت سرویس اشتراک جدید Copilot Pro را معرفی کرد که دستیار هوش مصنوعی ویندوز 11 را با 20 دلار در ماه شارژ می کند.

غول‌های گازی می‌توانند خود را حفظ کنند

نتایج نشان می‌دهد که کوچک‌ترین تغییر در مدارهای مدیریتی است که از مجموع سیارات دیگر تأثیر می‌گذارند و بر مدارهای سیارات دیگر می‌گذارند.

منظومه شمسی ما برای مدتی طولانی الگویی برای همه منظومه‌های سیاره‌ای در نظر گرفته می‌شود. با این حال، در طول 5 سال گذشته، به دلیل عدم وجود ابر زمین به گزینه‌های استثنایی تبدیل شده است.

چه اتفاقی رخ می دهد اگر یک ابَر زمین به منظومه شمسی بیافزاییم؟

زمانی که سیاره‌های هفت برابر بزرگ‌تر از زمین مانند سیاره‌های فراخورشیدی Gliese ۱۶۳c کمی فراتر از مریخ قرار گرفت، شبیه‌سازی نشان داد که مدار هر چهار سیاره درونی ناپایدار شده است. مدارهای زمین و زهره به اندازه کافی غیرعادی یا تخم مرغی شکل گرفتند که برخوردهای نزدیک فاجعه بار رخ داد. تغییر در مدار آنها انرژی آزاد کرد که به عطارد منتقل شد و این سیاره از منظومه شمسی خارج شد.

چهار سیاره درونی به ویژه آسیب پذیر هستند

بر خلاف سیاره‌های سنگی، غول‌های گازی، به ویژه مشتری و زحل، کمتر تحت تأثیر سیاره‌ها قرار دارند. مدارهای آن‌ها فقط در نواحی رزنانس حرکت متوسط ​​(MMR) کمی ناپایدار بودند.

استفان کین (استفان کین)، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید و تنها نویسنده این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: همه سیارات مانند چرخ دنده‌های یک ساعت پیچیده می‌شوند. چرخ‌های دنده‌های بیشتر را اضافه کنید و همه خراب شوند.

اجراهایی که با هم در رزوانس هستند، اثر گرانشی بسیاری بر هم می‌گذارند و مداری را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در بیشتر مواقع رزوانس‌ها ناپایدار هستند.

انتهای پیام



منبع

ابر زمین‌ها ممکن است در بیشتر منظومه‌های شمسی رایج باشند، زیرا وجود سیارات غول‌پیکری یک اتفاق نادر است. تنها ۱۰ درصد از ستارگان خورشید مانند، میزبان سیارات غول‌پیکر در فواصل مشابه خورشید ما هستند.

بخوان  مایکروسافت هنوز سخت در حال بهبود این ویژگی محبوب ویندوز 11 است

ابر زمین‌ها می‌توانند دو تا ۱۰ برابر از سیاره ما بزرگ‌تر باشند، بنابراین کین سیاراتی با جرم‌های مختلف شبیه‌سازی کرد و آن‌ها را در فاصله‌های متعددی در کمربند اصلی سیارک‌ها بین مریخ و قرار داد. او با یک ابر زمین در دو برابر فاصله بین زمین و خورشید یا دو واحد نجومی (AU) معادل 297 میلیون کیلومتر کار خود را آغاز کرد و این فاصله را تا لبه‌ای بیرونی کمربند سیارکی تا چهار واحد نجومی معادل 597 میلیون کیلومتر افزایش داد. این کار باعث ایجاد هزاران مدل شبیه‌سازی شد که هر کدام در زمان آغاز و ۱۰ میلیون سال بعد به پایان رسیدند. کین هر صد سال، عواقب این سیاره را بر هر یک از هشت سیاره منظومه شمسی ثبت می‌کرد.

بر اساس این مطالعه، اگر سیاره در سمت انتهای کمربند سیارکی در حدود سه واحد نجومی معادل 447 میلیون کیلومتر قرار گیرد، کمترین آشفتگی را به همراه خواهد داشت. کین استدلال می‌کند که در اینجا سیاره با سیارات غول‌پیکر به صورت حداقلی در منظومه شمسی ایجاد می‌کند.