دراسة تعيد بناء حجم وقوة المجال المغناطيسي لكوكب المشتري بعد حوالي 3.8 مليون سنة من تشكل الجسيمات الصلبة الأولى من خلال تحليل ديناميكيات أقمار المشتري
دور كوكب المشتري في تشكيل النظام الشمسي
تحتوي حياة كوكب المشتري المبكرة على أدلة مهمة حول تكوين النظام الشمسي. يُعرف كوكب المشتري بأنه "مهندس" الكواكب، حيث ساعدت جاذبيته الهائلة في تشكيل مدارات جيرانه ونحت القرص الدوار من الغاز والغبار الذي شكل في النهاية عائلة الكواكب التي تدور حول الشمس.
تقدم الأبحاث الجديدة نظرة أعمق إلى البدايات الغامضة لكوكب المشتري. تمكن الباحثان كونستانتين باتيجين وفريد آدامز من تتبع الشكل القديم للعملاق الغازي إلى فترة حاسمة منذ حوالي 3.8 مليون سنة بعد ظهور الجسيمات الصلبة الأولى في النظام الشمسي. شهدت هذه اللحظة تحلل السديم الكوكبي الأولي - السحابة العملاقة من المواد التي كانت تحيط بالشمس الوليدة.
في ذلك الوقت، كان كوكب المشتري عملاقًا كونيًا أكبر حجمًا مقارنة بالآن. وبحسب حسابات الباحثين، كان حجمه ضعف حجمه الحالي تقريباً، وكانت قوة مجاله المغناطيسي أقوى منه بنحو خمسين مرة.
ويقول باتيجين: "هدفنا النهائي هو فهم من أين أتينا، ومن الضروري تحديد المراحل المبكرة من تشكل النجوم بشكل دقيق لحل اللغز". "وهذا يقربنا من فهم كيفية تشكل النظام الشمسي بأكمله، وليس فقط كوكب المشتري."
تتبع المصدر باستخدام الأقمار
ولكشف الحالة الأصلية لكوكب المشتري، قام الفريق بفحص بعض أصغر أقماره وأقربها إليه: أمالثيا وثيبي. إن مدارات هذه الأقمار الصغيرة أقرب إلى كوكب المشتري حتى من مدار آيو، وهو أصغر الأقمار الجاليليّة الأربعة الكبيرة.
لا تدور أملثيا وطيبة في مدارات مسطحة تمامًا. وقد زودت ميولهم السهلة الباحثين بأدلة قيمة. قام باتيجين وآدامز بدراسة التقلبات الدقيقة في المدارات وتمكنا من حساب وتقدير حجم وقوة كوكب المشتري في وقت ما.
وتشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن حجم كوكب المشتري يعادل حجم ألفي كوكب أرض، وكان محاطًا بحقل مغناطيسي قوي بما يكفي لتشكيل بيئته بطرق دراماتيكية.
أصداء من 4.5 مليار سنة مضت
ويؤكد آدامز على البصمة المذهلة التي تركها الماضي على النظام الشمسي المعاصر: "من المثير للدهشة أنه حتى بعد 4.5 مليار سنة، لا تزال هناك أدلة كافية تسمح لنا بإعادة بناء الحالة المادية لكوكب المشتري في فجر وجوده".
ومن المهم أن نلاحظ أن هذه الرؤى تم الحصول عليها باستخدام قيود مستقلة تتغلب على حالة عدم اليقين في نماذج تكوين الكواكب التقليدية - والتي تعتمد غالبًا على افتراضات حول عتامة الغاز، أو معدلات الامتصاص، أو كتلة نواة العناصر الثقيلة. وبدلاً من ذلك، ركز الفريق على ديناميكيات مدارات أقمار المشتري وحفظ الزخم الزاوي للكوكب - وهي كميات يمكن قياسها بشكل مباشر. يقدم تحليلهم صورة واضحة لكوكب المشتري في اللحظة التي تبخرت فيها السديم الشمسي المحيط به، وهي نقطة انتقالية مهمة عندما اختفت اللبنات الأساسية لتكوين الكواكب وتم قفل بنية الكواكب في النظام الشمسي.
معيار جديد في تاريخ الشمس
ويؤكد باتيجين أنه في حين أن اللحظات المبكرة من حياة المشتري محاطة بعدم اليقين، فإن الدراسة الحالية توضح بشكل كبير الصورة التي لدينا عن المراحل الحرجة لتطور كوكب المشتري. "لقد وضعنا معيارًا مهمًا هنا"، كما يقول. "وهي النقطة التي يمكننا من خلالها إعادة بناء تطور نظامنا الشمسي بثقة أكبر."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
