شاید ماه پس از برخوردی عظیم به‌صورت آنی شکل گرفته باشد

۱۴ مهر ۱۴۰۱ | ۱۱:۴۰ ۱۴ مهر ۱۴۰۱ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۲ دقیقه
شبیه‌سازی اثر برخورد جرم غول‌پیکر به زمین و پرتاب توده‌ی عظیمی که منجر شکل‌گیری ماه شده است.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که ممکن است یک برخورد عظیم، به جای ایجاد صفحه‌ای از زباله‌های مداری و شکل‌گیری تدریجی ماه، مستقیما توده‌ای به بزرگی ماه را در مدار زمین قرار داده باشد.

این فرضیه‌ی تازه برای شکل‌گیری ماه، توسط شبیه‌سازی رایانه‌ای بسیار دقیق مؤسسه‌ی کیهان‌شناسی محاسباتی دانشگاه دورهام نشان داده شده و نتایج آن ۴ اکتبر (۱۱ شهریور) در «استروفیزیکال ژورنال لترز» (Astrophysical Journal Letters) منتشر شده است.

بر اساس این احتمال، که به‌درستی «سناریوی قمر آنی» (Immediate-Satellite Scenario) نامیده می‌شود، ماه اولیه در روند شکل‌گیری خود کمتر به‌صورت مذاب بوده و این نشان می‌دهد که بیشتر بخش‌های این قمر، بلافاصله پس از یک برخورد عظیم با زمین شکل گرفته است.

این نظریه شکل‌گیری سریع‌تر، ترکیب داخلی متفاوتی را هم برای ماه پیشنهاد می‌کند که می‌تواند توضیحی برای برخی از ویژگی‌های عجیب زمین-مانند که در نمونه‌های آورده شده از ماه دیده می‌شود، ارائه دهد.

تصور می‌شود که ماه حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، زمانی که زمین با یک جرم فضایی به اندازه‌ی مریخ برخورد کرد شکل گرفته است. جرمی که دانشمندان آن را «تیا» (Theia) می‌نامند. قبلا این نظریه مطرح شده بود که برخورد سیاره‌ی تیا باعث پرتاب انبوهی از زباله‌ها شد که به‌تدریج ماه از آن‌ها شکل گرفت.

طبق چنین نظریه‌ای، ماه به جای مواد زمینی، باید عمدتا از مواد سیاره‌ی تیا تشکیل شده باشد. این ایده زمانی به چالش کشیده شد که دانشمندان دریافتند سنگ‌های ماه، دارای ترکیبی بسیار شبیه به گوشته‌ی زمین هستند.

نتایج با وضوح بالای به‌دست آمده در شبیه‌سازی تازه از شکل‌گیری ماه، به لطف قدرت محاسباتی چشمگیر سرویس حافظه‌ی فشرده‌ی «دیراک» (DiRAC) به نام «کاسما» (COSMA) در دانشگاه دورهام انگلیس، ممکن شده است و نشان می‌دهد که لایه‌ی بیرونی ماه سرشار از موادی با منشأ زمینی است.

ماه در آسمان شب زمین

ماه در آسمان شب زمین
Credit: Imelda B. Joson and Edwin L. Aguirre

«وینسنت اکه» (Vincent Eke) یکی از نویسندگان مطالعه‌ی تازه درباره‌ی این روند شکل‌گیری ماه گفت: «در نظر گرفتن این مسیر تشکیل ماه می‌تواند به توضیح شباهت در ترکیب ایزوتوپی بین سنگ‌های آورده شده از ماه توسط فضانوردان آپولو و گوشته‌ی زمین کمک کند. شاید نتایج قابل مشاهده‌ای هم برای ضخامت پوسته‌ی ماه وجود داشته باشد که به ما امکان می‌دهد نوع برخورد رخ داده را دقیق‌تر مشخص کنیم.»

شبیه‌سازی این تیم پژوهشی، صدها سناریوی مختلف ضربه را در نظر گرفت که زاویه و سرعت برخورد تیا و همچنین میزان تغییر جرم‌ها و چرخش دو جسم در حال برخورد، در آن‌ها متفاوت بودند. این شبیه‌سازی همچنین نشان داد که یک قمر طبیعی بزرگ مانند ماه در حال شکل‌گیری، می‌تواند حتی در یک مدار نزدیک به سیاره‌ی مادر زنده بماند.

بدین ترتیب چنین جسمی نه تنها می‌تواند از نیروهای جزر و مدی جان سالم به‌در ببرد، بلکه حتی می‌تواند به مدار بالاتری رانده شود و آن را از خطر نابودی در آینده توسط چنین نیروهایی نجات دهد.

«ژاکوب کگریس» (Jacob Kegerreis) دانشمند مرکز تحقیقات ایمز ناسا و از نویسندگان این پژوهش درباره‌ی این نتایج متفاوت گفت: «ما وارد این پروژه شدیم، بدون اینکه دقیقا بدانیم نتایج این شبیه‌سازی‌های با وضوح بسیار بالا، چه خواهد بود.»

او خاطرنشان کرد: «بنابراین، علاوه بر اینکه دریافتیم وضوح استاندارد ممکن است منجر به پاسخ‌های اشتباه شود، بسیار هیجان‌انگیز بود که طبق نتایج جدید هم یک قمر مانند ماه می‌تواند در مدار قرار بگیرد. این رویکرد یک طیف کاملا تازه از مکان‌های احتمالی برای آغاز تکامل ماه را در اختیار ما می‌گذارد.»

عکس کاور: شبیه‌سازی اثر برخورد جرم غول‌پیکر به زمین و پرتاب توده‌ی عظیمی که منجر شکل‌گیری ماه شده است.
Credit: Dr. Jacob Kegerreis

منبع: Space

برچسب‌ها :
دیدگاه شما