تصوير فني لنظامنا الشمسي
هل الكواكب في النظام الشمسي الأقرب إلى الشمس أقدم عمرًا من تلك البعيدة؟
تشكلت شمسنا، أول شيء تكوّن في نظامنا الشمسي، من سحابة من الغاز المنهار. حدث هذا قبل حوالي 4.5 مليار سنة.
ثم بدأت الكواكب بالظهور، حيث تحولت مليارات جزيئات الغاز والغبار المتبقية من تشكل الشمس إلى قرص مسطح.
عُرف هذا القرص باسم القرص الكوكبي الأولي، وكان هائلاً وأحاط بالشمس لمليارات الأميال. داخل القرص، بدأت جزيئات الغاز والغبار بالتصادم والتصلب والالتصاق ببعضها البعض، مثل رقاقات الثلج التي تتكتل لتشكل كرات الثلج.
ومع التصاق الجزيئات ببعضها، أصبحت الحبيبات المجهرية أجسامًا بحجم الحصى، ثم نمت ونمت. بعضها أصبح صخورًا بحجم كرات البيسبول، وبعضها الآخر بحجم منزل، وبعضها بحجم كوكب.
هذه العملية، التي تُسمى التراكم، هي التي أدت إلى ظهور كل شيء في النظام الشمسي - الكواكب والأقمار والمذنبات والكويكبات.
يمكن للتلسكوبات رؤية ولادة الأنظمة الشمسية الفتية. هذه الصورة لقرص كوكبي أولي من نجم بعيد في مجرة درب التبانة.
خط الجليد
من خلال دراسة النماذج الحاسوبية ومراقبة نشوء الأنظمة النجمية الأخرى، تعلم علماء الفلك مثلنا الكثير عن الأيام الأولى لنظامنا الشمسي.
عندما كانت الشمس لا تزال في طور التشكل وكان القرص الكوكبي الأولي يُكوّن الكواكب، كانت هناك مسافة من الشمس باردة بما يكفي لتجمع الجليد. كان ذلك المكان، خط الجليد - ويُسمى أحيانًا خط الثلج - يقع فيما يُعرف الآن بحزام الكويكبات، الواقع بين المريخ والمشتري.
اليوم، بالطبع، يوجد الجليد على كل كوكب تقريبًا، حتى على عطارد. ولكن في ذلك الوقت، كانت الكواكب الأولية الفتية الواقعة خلف خط الجليد فقط هي الباردة بما يكفي لوجوده. تراكم الجليد والغاز والغبار، بعد اصطدامهما ببعضهما البعض لملايين السنين، مُشكّلين أجسامًا ضخمة أصبحت في النهاية كواكب عملاقة - المشتري وزحل وأورانوس ونبتون.
وبينما كان كل هذا يحدث، كانت الكواكب الأصغر داخل خط الجليد تتشكل أيضًا. ولكن مع قلة المواد الخام اللازمة للعمل عليها، استغرقت كواكب عطارد والزهرة والأرض والمريخ وقتًا أطول بكثير.
يُعتقد اليوم أن المشتري وزحل، أكبر الكواكب، كانا أول من تشكل بشكل كامل، وكلاهما في غضون بضعة ملايين من السنين. جاء أورانوس ونبتون بعدهما بعشرة ملايين سنة. أما الكواكب الداخلية، بما فيها الأرض، فقد استغرقت ما لا يقل عن مئة مليون سنة، وربما أكثر.
بعبارة أخرى، الكواكب الأربعة الأقرب إلى الشمس هي الأصغر سنًا؛ والكوكبان الأبعد هو الأصغر؛ والكوكبان اللذان بينهما هو الأكبر سنًا. يبلغ فارق العمر بين أصغر الكواكب وأقدمها حوالي 90 مليون سنة.
يبدو هذا فارقًا هائلًا في العمر، ولكن في الفضاء، 90 مليون سنة ليست طويلة جدًا - أقل من 1% من إجمالي عمر الكون. لتوضيح ذلك: تخيّل الأرض كأخت صغيرة لها أخ أكبر، المشتري، يكبرها بسنتين أو ثلاث سنوات.
تم التقاط هذه الصورة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2019، وهي صورة لكوكب المشتري، الكوكب الخامس من الشمس.
الموقع، الموقع، الموقع
بعد فترة وجيزة من تشكل العوالم العملاقة، بدأت بالهجرة، متجهة نحو الداخل نحو الشمس أو بعيدًا عنها، قبل أن تستقر أخيرًا في مداراتها النهائية.
على سبيل المثال، هاجر نبتون إلى الخارج، متبادلاً مواقعه مع أورانوس، دافعاً الكثير من الأجسام الجليدية الصغيرة إلى حزام كايبر، وهو مكان في النظام الشمسي الخارجي يضم الكواكب القزمة بلوتو وإيريس وماكيماكي وملايين المذنبات.
في هذه الأثناء، تحرك المشتري إلى الداخل، وأجبرت جاذبيته الهائلة بعض الكواكب الناشئة على التوجه نحو الشمس، حيث تفككت. وفي الطريق، قذف المشتري بعض الصخور الأصغر خارج النظام الشمسي تماماً؛ وذهب الباقي إلى حزام الكويكبات.
ولكن الأهم من ذلك، أنه مع استقرار المشتري في مداره الخاص، حرك جميع الأجسام الناشئة، ومن المرجح أنه حدد موقع الكواكب الداخلية المتبقية، بما في ذلك الأرض.
ساعدت جميع تحركات المشتري في وضع كوكبنا فيما يسمى "منطقة جولديلوكس"، وهي منطقة على مسافة مناسبة تماماً من الشمس، حيث يمكن أن تحتوي الأرض على ماء سائل على سطحها ودرجة حرارة مناسبة لتطور الحياة. لو لم يتشكل كوكب المشتري بهذه الطريقة، فمن المحتمل تمامًا أن الحياة لم تنشأ على الأرض - ولما كنا هنا اليوم.
المصدر