اكتشف الباحثون أن عملية تشكيل من خطوتين للنظام الشمسي المبكر يمكن أن تفسر التسلسل الزمني وتقسيم المحتوى المتطاير والنظيري للنظام الشمسي الداخلي والخارجي.
اكتشف فريق دولي من الباحثين من جامعة أكسفورد و LMU في ميونيخ و ETH Zurich و BGI Bayreuth وجامعة زيورخ أن عملية تشكيل من خطوتين للنظام الشمسي المبكر يمكن أن تفسر التسلسل الزمني وتقسيم المحتوى المتطاير والنظيري لـ النظام الشمسي الداخلي والخارجي.
تقدم الورقة إطارًا نظريًا جديدًا لتشكيل وبنية النظام الشمسي يمكن أن يشرح العديد من السمات الرئيسية للكواكب الأرضية (مثل الأرض والزهرة والمريخ) والنظام الشمسي الخارجي (مثل كوكب المشتري) وتكوين الكويكبات والنيازك العائلات.
يعتمد عمل الفريق على التطورات الحديثة في علم الفلك ويربطها (أي ملاحظات الأنظمة الشمسية الأخرى أثناء تكوينها) والنيازك – التجارب المعملية والتحليلات على محتوى النظائر والحديد والماء في النيازك.
يمكن أن يفسر الجمع المقترح بين الظواهر الفيزيائية الفلكية والجيوفيزيائية خلال مرحلة التكوين الأولى للشمس والنظام الشمسي نفسه سبب كون الكواكب الداخلية للنظام الشمسي صغيرة وجافة مع القليل من الماء بالكتلة ، بينما الكواكب الخارجية للنظام الشمسي أكبر ورطبة الكثير من الماء.
يشرح سجل النيزك من خلال تكوين الكواكب في خطوتين متميزتين
تراكمت الكواكب الأرضية الداخلية الأولية مبكرًا وتم تسخينها داخليًا عن طريق الاضمحلال الإشعاعي القوي ؛ أدى ذلك إلى تجفيفها وتقسيم الكواكب الداخلية والجافة من الخارجية والرطبة. هذا له العديد من الآثار المترتبة على التوزيع وظروف التكوين الضرورية للكواكب مثل الأرض في أنظمة الكواكب خارج المجموعة الشمسية.
أظهرت التجارب العددية التي أجراها الفريق متعدد التخصصات أن التسلسل الزمني النسبي للبداية المبكرة والنهاية المطولة للتراكم في النظام الشمسي الداخلي ، وبداية لاحقة وتراكم أسرع للكواكب الخارجية للنظام الشمسي يمكن تفسيره من خلال حقبتين متميزتين من التكوين planetesimals ، اللبنات الأساسية للكواكب.
أظهرت الملاحظات الأخيرة للأقراص المكونة للكوكب أن الطبقات الوسطى للقرص ، حيث تتشكل الكواكب ، قد تكون ذات مستويات منخفضة نسبيًا من الاضطراب. في ظل هذه الظروف ، يمكن للتفاعلات بين حبيبات الغبار المدمجة في قرص الغاز والماء حول الموقع المداري حيث تنتقل من الغاز إلى الطور الجليدي (خط الثلج) أن تؤدي إلى انفجار مبكر من الكواكب الصغيرة في النظام الشمسي الداخلي وآخر لاحقًا. وأبعد من ذلك.
تؤدي حلقتا التكوين المتميزتان للمجموعات الكوكبية ، اللتان تتراكمان المواد من القرص المحيط ومن خلال الاصطدامات المتبادلة ، إلى أنماط جيوفيزيائية مختلفة للتطور الداخلي لتكوين الكواكب الأولية.
يلاحظ الدكتور تيم ليشتنبرغ من قسم فيزياء الغلاف الجوي والمحيطات والكواكب في جامعة أكسفورد والمؤلف الرئيسي للدراسة:
الفترات الزمنية المختلفة لتشكيل هذه التجمعات الكوكبية تعني أن محرك الحرارة الداخلي الخاص بهم من الاضمحلال الإشعاعي يختلف اختلافًا كبيرًا. أصبحت الكواكب الصغيرة في النظام الشمسي الداخلي شديدة السخونة ، وتطورت محيطات الصهارة الداخلية ، وسرعان ما شكلت نوى حديدية ، وأزلت محتواها الأولي المتطاير ، مما أدى في النهاية إلى تكوينات كوكب جاف.
بالمقارنة
تم وضع النظام الشمسي الداخلي الجاف والجاف في وقت مبكر والنظام الشمسي الخارجي المبلل والذي تم تشكيله لاحقًا على مسارين تطوريين مختلفين في وقت مبكر جدًا من تاريخهم. يفتح هذا طرقًا جديدة لفهم أصول الغلاف الجوي المبكر للكواكب الشبيهة بالأرض ومكان النظام الشمسي في سياق تعداد الكواكب الخارجية عبر المجرة.