سیاره مشتری چگونه شکل گرفته است؟

سیارات غول‌پیکر جوان مشابه مشتری از گاز و غبار تشکیل شده‌اند و اکنون محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ و دانشمندان دانشگاه زوریخ و برن، سناریوهای مختلف را در مورد چگونگی ایجاد و تکامل این سیارات با استفاده از قدرت محاسباتی مرکز ابررایانه ملی سوئیس شبیه‌سازی کرده‌اند.

به گزارش ایسنا به نقل از پایگاه فیز، این محققان با مقایسه نتایج خود با رصدهای تلسکوپ‌ها توانستند تفاوت بزرگی را بین مکانیزم‌های شکل‌گیری فرضی شناسایی کنند.
 
این ستاره‌شناسان دو نظریه را ارائه دادند که چگونگی تولد سیارات غول‌پیکر گازی مشابه مشتری یا زحل را توضیح می‌دهند. یک مکانیزم شکل‌گیری از پائین به بالا بر این اساس است که ابتدا یک هسته جامد به اندازه 10 برابر بزرگتر از زمین شکل می‌گیرد و سپس مقادیر چشمگیری از گاز را به خود جذب کرده و نگه می‌دارد.

نظریه دوم بر پایه یک سناریوی شکل‌گیری بالا به پائین است که بر اساس آن، دیسک گازی اطراف ستاره جوان به قدری بزرگ است که دلیل ویژگی خود-گرانشی غبار و گاز، بازوهای مارپیچی به همراه توده‌هایی در داخل آن‌ها شکل می‌گیرند. این توده‌ها سپس توسط گرانش خود بطور مستقیم در هم فرو ریخته و یک سیاره گازی را شکل می‌دهند.

نظریه اول "برافزایش هسته" و نظریه دوم "عدم ثبات دیسک" نامیده شده‌اند. در هر دو مورد، یک دیسک موسوم به "دیسک اطراف سیاره" در اطراف سیارات گازی بزرگ تشکیل می‌شود که به عنوان مهد تولدی برای شکل‌گیری قمرها ایفای نقش می‌کند.

محققان برای تشخیص معتبر بودن یکی از این نظریه‌ها، سناریوها را در ابررایانه پیز داینت سوئیس شبیه سازی کردند و تفاوت بزرگی بین دو مکانیزم شناسایی کردند. در سناریوی عدم ثبات دیسک،‌ گاز در اطراف سیاره بسیار سرد و حدود 50 کلوین بود اما در نظریه دیگر، دیسک اطراف سیاره تا چند صد کلوین داغ می‌شد. این نتیجه‌گیری باعث پیش افتادن نظریه برافزایش هسته شد.

همچنین پیش از این فیزیکدانان نجومی تصور می‌کردند که دیسک اطراف سیاره از نظر جرم با دو سناریوی شکل‌گیری تفاوت چشمگیری داشته باشد، اما یافته‌های جدید محققان نشان داد که این فرضیه درست نیست.

دانشمندان همچنان به تحقیقات و شبیه سازی بیشتر برای درک این فرآیند نیاز دارند.

این تحقیق در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.