شاید زمین و مریخ گذشته‌ها همسایه نبودند
در مطالعه‌ای ادعا شده است که مریخ در مکانی تقریبا یک و نیم برابر فاصلۀ کنونی‌اش از خورشید در جایی که امروزه به نام کمربند سیارک‌ها می شناسیم شکل گرفته است.
به گزارش بیگ بنگ، فرض این است که مریخ در نزدیکی زمین و از مواد یکسانی نسبت به زمین شکل گرفته است. اما این فرض سوال مهمی را پیش می کشد: چرا زمین و مریخ این قدر از نظر ترکیبات سازنده متفاوت هستند؟ مریخ از سیلیکات متفاوت و سبک‌تری نسبت به زمین برخوردار است٬ بیشتر شبیه آن چه در شهاب سنگ‌ها موجود است. در تلاش برای توضیح تفاوت عمدۀ عناصر و ایزوتوپ‌ها در مریخ نسبت به زمین٬ محققانی از ژاپن٬ ایالات متحده و بریتانیا برای دست‌یابی به تصور بهتری از حرکت سیاره سرخ در منظومه شمسی٬ شبیه‌سازی‌هایی را اجرا کردند. هر چند این شبیه‌سازی‌ها پیشنهاد می کردند که محتمل‌ترین توضیح این است که مریخ در نزدیکی زمین شکل گرفته است اما نکته ی مهمی که در این مدل‌ها نادیده گرفته شده بود تفاوت در ترکیبات این دو سیاره بود.
به همین خاطر محققان شبیه‌سازی‌هایی را انجام دادند که سازگار با مدلی به نام Grand Tack بود. این مدل پیشنهاد می کند که سیارۀ مشتری نقش مهمی در تشکیل و شکل‌گیری نهایی مدارهای سیارات داخلی منظومه شمسی داشته است. در این تئوری٬ تشکیل مشتری موجب پرتاب حجم وسیعی از مواد به سمت خورشید می گردد که منجر به شکل‌گیری زمین و ناهید می گردد؛ در حالی که همزمان موجب دور شدن مواد از مریخ می گردد که همین مساله موجب کوچک ماندن این سیاره و نیز تفاوت در ترکیبات این سیاره با زمین گشته است. در شبیه‌سازی‌های Grand Tack دانشمندان به یافته‌های جدیدی در مورد شکل‌گیری مریخ دست یافتند. کسر کوچکی از این شبیه‌سازی‌ها پیشنهاد می کردند که مریخ در فاصلۀ دورتری نسبت به خورشید تشکیل شد و سپس تحت تاثیر گرانش مشتری به مدار کنونی‌اش هل داده شد.
پروفسور استفان موزس از دانشگاه کلرادو در مورد احتمال پایین این سناریو می گوید: « احتمال پایین به یکی از این دو معناست: اول این که بگوییم ما مکانیزم فیزیکی بهتری برای توضیح شکل‌گیری مریخ نداریم و یا این که بگوییم در گسترۀ وسیعی از احتمالات ما به یک توضیح دست یافته‌ایم هر چند نسبتا نادر است.» وی مورد اخیر را بهترین نتیجه‌گیری می داند. «در نظر داشته باشید که نادر بودن یک چیز نسبی هست.» وقتی نوبت به فضا می رسد اتفاق‌های نادر هم به وقوع می پیوندند. برای مثال احتمال اینکه زمین مدار سیارکی را قطع کند که موجب سقوط آن سیارک به یوکاتان و انقراض دایناسورها شود چقدر است؟ « با دادن زمان کافی می توانیم انتظار وقوع چنین اتفاقاتی را داشته باشیم. برای مثال اگر به تعداد کافی تاس بیندازید حتما جفت شش خواهید آورد در حالی که احتمال آوردن جفت شش٬ یک سی و ششم هست که تقریبا همان احتمالیست که ما برای شبیه‌سازی تشکیل مریخ به دست آورده‌ایم.»
اما یکی از عوارض شکل گیری مریخ دورتر از خورشید این است که مریخ از آن چه تاکنون تصور می شده سردتر بوده است شاید سردتر از آن که بتواند آب مایع داشته باشد و یا میزبان حیات بوده باشد. به نظر می رسد که این تئوری٬ این ایده که مریخ زمانی گرم‌تر و مرطوب‌تر از حال حاضر بوده است را به چالش می کشد. اما به اعتقاد موزس٬ مریخ زمان زیادی داشته است تا هم هوای سرد و دور از خورشید را تجربه کند و هم زمان‌هایی که گرم‌تر و مرطوب تر بوده است. «تشکیل مریخ در کمربند سیارک‌ها بسیار قبل از آن که پوسته ی مریخ با ثبات شود و اتمسفر برقرار گردد و در مراحل ابتدایی شکل‌گیری مریخ رخ داده است.» در مقاله‌ای از این محقق که سال گذشته منتشر شد وی نتیجه‌گیری کرد که در مراحل انتهایی٬ مریخ با سیارک‌هایی بمباران شد که حفره‌های برخوردی بی‌شماری را در سطح این سیاره ایجاد کردند. چنین برخوردهای عظیمی می توانست پوسته و آب‌های منجمد مریخ را ذوب کرده که موجب متراکم شدن اتمسفر و شروع مجدد چرخۀ آب در این سیاره شده باشد.
دانشمندان بسیاری شروع به پذیرفتن ایدۀ مهاجرت سیاره‌ای کرده‌اند. اما این مطالعات موجب پرسش‌های بیشتری نیز می گردد. برای مثال ترکیبات ناهید چیست و چه تفاوتی با زمین دارد؟ تایید شباهت در ترکیبات زمین و ناهید موجب پشتیبانی از تئوری Grand Tack و تاثیر مشتری در هل دادن مواد به سمت خورشید برای شکل‌گیری زمین و ناهید و نیز پشتیبانی از نظریات محققان درباره شکل‌گیری مریخ خواهد شد. هر چند نبود هرگونه نمونه‌ای از ناهید پاسخ به این پرسش را مشکل می کند. ناسا و آژانس فضایی روسیه قرار است در ماموریتی مشترک به نام Venera-D مدارگردی را به سمت ناهید بفرستند. پرتاب این مدارگرد که حدودا در سال ۲۰۲۵ میلادی خواهد بود ممکن است سرنخ‌هایی از ترکیبات این سیاره فراهم کند.
موزس همچنین اشاره می کند که یکی از مشکلاتی که دانشمندان با آن مواجه هستند٬ فهم چگونگی شکل‌گیری سیارات غول پیکر منظومه شمسی است. چرا که به علت عدم وجود جرم کافی در منظومه شمسی خارجی به میزانی که برای شکل گیری این سیارات غول‌پیکر کافی بوده باشد٬ سیاراتی مانند مشتری٬ زحل، اورانوس و نپتون در جایی که هم اکنون قرار دارند نمی توانستند شکل بگیرند. شاید این سیارات در نزدیکی یکدیگر شکل گرفته باشند و سپس تحت تاثیر کشش گرانشی یکدیگر به مدارهای کنونی‌شان جا به جا شده‌اند.
چنین تئوری منحصر به منظومه شمسی ما نیست. به گفته موزس: «ما از مشاهده مستقیم توسط تلسکوپ فضایی کپلر و مطالعات پیشین فهمیدیم که مهاجرت سیارات غول پیکر در سیستم‌های سیاره‌ای یک پدیدۀ معمولی است. تشکیل سیارات غول پیکر٬ مهاجرت سیاره ای را القا می کند چرا که مهاجرت در نتیجۀ گرانش رخ می دهد و این سیارات از ابتدای پیدایش مدارهای یکدیگر را تحت تاثیر قرار می دهند.»
مطالعه اخیر موزس همچنین به چگونگی نهایی شدن مدار کنونی مشتری می پردازد و اینکه چگونه پیدایش مشتری موجب پراکنده شدن گازها و غبار از صفحۀ تشکیل دهنده سیارات در منظومه شمسی گردیده است. دانشمندان به تدریج تصور بهتری از تاریخچۀ منظومه شمسی و از چگونگی شکل‌گیری سیارات در همسایگان کهکشانی ما به دست می آورند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Earth and Planetary Science Letters منتشر شده است.
برگرفته از phys
