در یک تحقیق جدید درباره برخورد عظیم فرضیه ای به وجود آمده که می گوید:  ماه حدود 4.5 میلیارد سال پیش از باقیمانده ی تبخیر شده برخورد زمین و یک جرم  به اندازه یک سیاره به وجود آمده است.

 

 با وجود تحقیقات و مطالعات فراوان بر روی ماه متاسفانه هنوز مطالب زیادی است که درباره ماه نمیدانیم،خصوصاً درباره شکل‌گیری آن.اکثر دانشمندان سیاره شناس بر این باورند که ماه در اثر برخورد زمین و جرمی تقریباً به اندازه خودش به وجود آمده است( این برخورد زمانی رخ داده که زمین تقریباً شکل‌گیری اش کامل شده بود). ولی آنها تقریباً  با بقیه ماجرا مخالفند.

 به تازگی گروهی از محققان به یک ایده تحت عنوان برخورد عظیم(Big Splat) رسیده اند که می گوید:
 اگر زمین در این برخورد کاملاً از بین رفته باشد ممکن است ماه از باقیمانده های سیاره زمین به وجود آمده باشد. تصویر زیر تصویری هنری از برخورد عظیم است.

 مشکلات تئوری برخورد عظیم

10075 Earth Theia Moon lپایدارترین تئوری در این باره که در دهه ۷۰ میلادی مطرح شد می گوید:
یک جرم هم اندازه ی مریخ با برخورد با زمین تعداد فراوانی تکه سنگ بزرگ به وجود آورد که یک مدار دایره شکل تشکیل دادند. این تکه سنگ ها به یکدیگر چسبیده و ماه را به وجود آوردند. بیشتر قسمت های ماه از همان موادی که در این برخورد به وجود آمده‌اند شکل گرفته است. حرکت زاویه‌ای حال حاضر زمین نیز از زاویه برخورد همان زمان نشأت می‌گیرد.
 
 ولی در طی چند سال این تئوری با مشکلاتی مواجه شد.به طور مثال،ستاره شناسان تا به حال هیچ گونه ردی از ترکیبات شیمیایی حاصل از برخورد پیدا نکرده‌اند. درعوض اندازه گیری ایزوتوپ‌های عناصری مانند اکسیژن نشان می‌دهد ماه و زمین هر دو از یک جنس اند و این بسیار عجیب است چون بقیه اجرام داخل منظومه شمسی هر یک نسبت های ایزوتوپی خاص خود را دارند.

 محققان تلاش کردند که به یک مکانیزم( نحوه احتمالی برخورد) برسند که یا توانسته باشد تاثیر ضربه را پوشش دهد و یا آنقدر با مواد زمین مخلوط شده باشد که دیگر قابل تشخیص نباشد. مکانیسم های زیادی وجود دارد
1) مخلوط شدن این مواد هنگام و پس از برخورد
2)  برخوردی بزرگتر و با انرژی بیشتر که باعث شده  اجزای  سازنده ماه از جنس زمین باشد.
3) و یا چندین برخورد به جای یک برخورد عظیم

 یک داستان جدید از ماه

 در سال ۲۰۱۷ محققان سارا استوارت( دانشگاه کالیفرنیا) و شاگرد وی سایمون لاک( دانشگاه استنفورد) به یک فرضیه بنیانی جدیدی رسیدند. آنها با نشان دادن مدلهای کامپیوتری از برخورد دو جرم سیاره گونه اتفاقات احتمالی را بررسی کردند:
 یکی از فرایض احتمالی این است که با برخورد این دو جرم ممکن است synestia به وجود آمده باشد.synestia به یک جرم دونات شکل غول پیکر که از سنگها و فلزات و بخار آنها به وجود آمده است و به یک برآمدگی مرکزی غنی از فلز( هسته باقیمانده ازسیاره)متصل است گفته می شود.این جرم سرعت چرخشی بسیار بالایی دارد و فراتر از مدار ماه گسترش می یابد. شکل زیر مدل synestia و اجزای آن را نشان میدهد.

 سایمون لاک می‌گوید:
 بسیاری از محققان حتی درک درستی از synestia ندارند. برخی از آنها فکر می‌کنند synestia  چیزی شبیه یک لایه است که روی یک سیاره قرار دارد. در صورتی که synestia خودِ سیاره است.

10075 synestia

 همچنین synestia ممکن است به عنوان یک مخلوط کننده  نهایی عمل کرده باشد و این دو جرم برخورد کننده  کاملاً به تعادل شیمیایی رسیده باشند. حالا لاک و استوارت به همراه دیگر محققان بررسی می‌کنند تا چه اندازه مدل کامپیوتری سینستیای زمینی با مطالعات همخوانی دارد. نتایج تحقیقات آنها در ۲۸ فوریه ۲۰۱۷ در ژورنال تحقیقاتی ژئوفیزیک منتشر شد.

در مدل آنها ماه با چرخش به دور لایه خارجیsynestia(حلقه ی تیوبی شکل) شکل می گیرد. به این صورت که بخارگرم سنگها سردوبه شکل قطرات کوچکی متراکم می شوند،مقداری از سنگ های جامد که توسط برخورد وارد مدار شده اند به عنوان ذراتی که این قطرات رامتبلور وبه هم متصل می‌کنند عمل می‌کنند و قمر های کوچک  را به وجود می آورند و این قمر های کوچک به صورت ناگهانی به یکدیگر می چسبند و در آخر synestia سریعا کوچک می‌شود(کوچکتر از مدار ماه) و یک ماه شکل گرفته کامل به جا می‌گذارد هرچند این ماه هنوز گداخته است.

 مزایا و معایب سینستای زمینی

 یک محدودیت کلیدی که برای هر فرضیه‌ای درباره ماه وجود دارد این است که ماه عناصر سبک و بخار شده(مثل O2 و CO2) کمی نسبت به زمین دارد. محققان حدس می‌زنند لایه بیرونیsynestia(تیوبی شکل) به دما و فشار بالایی رسیده است.از آنجا که همه مواد حتی بعد از این دما و فشار خنک می شوند، موادی که از همه راحت تر بخار می شوند در فاز گازی شکل باقی می مانندو مقدارکمتری ازاین مواد به ماه می رسد.
خوبی دیگر مدلsynestia این است که اطلاعات زیادی از برخورد اصلی و اولیه نیاز ندارد. این در حالیست که تئوری برخورد عظیم(Big Splat) با یک جرم هم اندازه مریخ تعریف می‌شود که زمین را خراش داده است(چون در این تئوری جرم برخورد کننده تقریبا از کنار زمین گذشته و قسمت کوچکی از آن با زمین برخورد داشته) بنابراین مقدار کافی از مواد وارد مدار شده است.

10075 Synestia art

 ولی مدلsynestia انعطاف پذیرتر است:
تا زمانی که برخورد اولیه انرژی مورد نیاز برای به وجود آمدن synestia را تامین کند، مدل برای طیف گسترده‌ای از اندازه و زوایای مختلف جرم برخورد کننده کار می کند. در نتیجه شانس این که شکل گیری ماه در همان مرحله اول برخورد رخ داده باشد بیشتر میشود. تصویر پایین تصویر هنری از synestia است که ماه گداخته در حال شکل گرفتن  را نشان می دهد.

 حال اگر احتمال رویداد شکل‌گیری ماه بیشتر است،چرا قمرهای بیشتر و بزرگتر ی در مدار زمین( و دیگر سیارات زمین مانند) وجود ندارد؟ آیا ماه نمونه بسیار کوچک نسبت به قمری است که می‌تواند تشکیل شود؟

 سایمون لاک در جواب این سوالات میگویند:
 کمی باید صبر کرد تا ما بر روی قمرهای فراخورشیدی(قمرهایی که خارج از منظومه شمسی و به دور یک سیاره فراخورشیدی می‌چرخند) مطالعه و تحقیق کنیم تا بدانیم قمر های بزرگ چقدر معمول هستند.

 تا به حال مدلsynestia عکس العمل های مختلفی از جانب محققان سیاره شناس داشته است. برخی از آنها این مدل را پایانی بر  مسئله محدودیت ما بر سر تئوری برخورد عظیم می دانند،ولی برخی دیگر هنوز تردید دارند.

جی ملوش یک محقق سیاره شناس می گوید:
 خیلی از ما یک سناریوی طبیعی و قابل درک تر را درباره این مسئله می خواهیم که ماه لزوما دارای ترکیب های ایزوتوپی مشابه زمین است را بیشتر یا کمتر اجتناب ناپذیر می‌کند.

 سایمون لاک همچنین می گوید:
 در آینده تیم ما سعی دارد جنبه‌های مختلفی از این مدل را اصلاح کند،مدلی که در حال حاضر به سختی قابل درک است. هدف اصلی این تیم بالا بردن درک کلی عموم درباره ی بر همکنش جاذبه ای بین ماه در حال شکل گرفتن و اجرام دور و بر آن و همچنین درک چگونگی بر همکنش مواد ذوب و تبخیر شده با  لایه خارجی synestia(تیوبی شکل) است.

منبع : Sky&Telescope

عضو تحریریه آسمان شب ایران، مترجم و نویسنده مقاله‌های ستاره‌شناسی

نویسنده: ماهان خانلری

عضو تحریریه آسمان شب ایران، مترجم و نویسنده مقاله‌های ستاره‌شناسی

banner taghvim

celestron banner 02

iranoptic 03

فروشگاه

برای پشتیبانی از سایت آسمان شب ایران ابزارهای ستاره‌شناسی خود را از فروشگاه ایران اپتیک خریداری فرمایید، با سپاس از شما دوستان و همراهان گرامی.