یک مهد کودک سیاره‌ای یخ‌زده می‌تواند ترکیب جوی عجیب غول گازی را به خود اختصاص دهد!!
جو مشتری دارای نیتروژن، آرگون، کریپتون و زنون فراوان است که نشان می‌دهد این سیاره غول‌پیکر در یک مکان بسیار سرد تشکیل شده است.
NASA, ESA, A. SIMON/GSFC, M.H. WONG/UCB
مشتری ممکن است در محلی شکل گرفته باشد که محل تولد سیاره را نسبت به پلوتو سردتر نگه دارد. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که درجه حرارت سرد می‌تواند میزان غیرمعمول گازهای خاص جهان غول پیکر را توضیح دهد.
مشتری بیشتر متشکل از هیدروژن و هلیوم است که متداول‌ترین عناصر موجود در دیسک شکل‌گیری سیاره بودند که به دور خورشید تازه متولد شده می‌چرخیدند. عناصر دیگری که گازهایی در نزدیکی محل تولد مشتری بودند نیز بخشی از این سیاره شدند (اما فقط به همان نسبت‌هایی که در دیسک پیش سیاره وجود داشتند).
ستاره‌شناسان فکر می‌کنند ترکیبات عناصر خورشیدی تا حد زیادی منعکس کننده دیسک پیش‌سیاره‌ای است، بنابراین حداقل برای عناصری که گازی بودند مشتری باید شبیه آن ترکیب خورشیدی باشد. اما نیتروژن، آرگون، کریپتون و زنون تقریباً سه برابر در مشتری، نسبت به هیدروژن، نسبت به خورشید شایع هستند.
کازوماسا اوهنو، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز می‌گوید: “این معمای اصلی جو مشتری است.” آن عناصر اضافی از کجا آمده‌اند؟
اگر مشتری در فاصله فعلی خود از خورشید متولد می‌شد، دمای محل تولد این سیاره حدود 60 کلوین یا -213 درجه سانتیگراد بود. در دیسک پیش‌سیاره‌ای، این عناصر باید در آن دما گازی باشند. اما آنها می‌توانند مواد جامد را در زیر 30 کلوین یا 243 درجه سانتیگراد را منجمد کنند. تشکیل مواد جامد برای یک سیاره آسانتر از گاز است. بنابراین اگر مشتری به نوعی در یک محیط بسیار سردتر از خانه فعلی خود به وجود می‌آمد، این سیاره می‌توانست اشیای جامدی را به دست آورد که با عناصر اضافی یخ زده است،.
به همین دلیل، در سال 2019، دو تیم تحقیقاتی مختلف به طور مستقل این پیشنهاد اساسی را مطرح كردند كه مشتری در فراتر از مدار فعلی نپتون و پلوتو و در دمای یخ‌زدگی منشأ گرفته و سپس به سمت خورشید چرخیده است.
حالا اوهنو و ستاره‌شناس تاكاهیرو یودا از رصدخانه نجوم ملی ژاپن ایده دیگری را مطرح كردند: مشتری در همان جایی كه هست شكل گرفت اما انبوهی از گرد و غبار بین مدار سیاره و خورشید مانع از تابش نور خورشید شد و سایه‌ای بلند ایجاد كرد كه محل تولد مشتری را خنك می‌كرد. دانشمندان در مطالعه‌ای در ماه ژوئیه نجوم و اخترفیزیک به این نتیجه رسیدند که دمای‌یخ‌زدگی باعث شد که نیتروژن، آرگون، کریپتون و زنون جامد شوند و به قسمت بیشتری از کره زمین تبدیل شوند.
گرد و غباری که سایه ایجاد می‌کند از اجسام سنگی نزدیک به خورشید است که با هم برخورد کرده و خرد می‌شوند. دورتر از خورشید، جایی که دیسک پیش‌سیاره سردتر بود، آب یخ زد و باعث به وجود آمدن اجسامی شد که شبیه گلوله‌های برفی بودند. محققان می‌گویند ، هنگامی که این گلوله‌های برفی به هم برخورد می‌کنند، بیشتر شکسته می‌شوند و به همین دلیل سایه زیادی ایجاد نمی‌کنند.
الكس كریدلند، اخترفیزیكدان موسسه فیزیك فرازمینی مكس پلانك در گارچینگ آلمان می‌گوید:
کریدلند یکی از دانشمندانی بود که پیشنهاد داده بود مشتری فراتر از نپتون و پلوتو تشکیل شده است. اما او می‌گوید، این تئوری به این معنی است که مشتری مجبور شده است پس از تولد بسیار بیشتر به خورشید نزدیک شود. سناریوی جدید از این عارضه جلوگیری می‌کند.
اندازه‌گیری ترکیب جوی زحل ممکن است کمکی برای حل محل تولد مشتری باشد.
NASA, ESA, A. SIMON/GSFC, M.H. WONG/UCB, THE OPAL TEAM
چگونه ایده جدید را آزمایش کنیم؟ اوهنو می‌گوید: “ممکن است زحل کلید محل تولد مشتری را نگه داشته باشد.” زحل تقریباً دو برابر مشتری فاصله دارد و دانشمندان محاسبه می‌کنند سایه گردوغبار که محل تولد مشتری را سرد می‌کند به سختی به زحل رسیده است. در این صورت، این بدان معناست که زحل در یک منطقه گرمتر بوجود آمده است و بنابراین نباید یخ نیتروژن، آرگون، کریپتون یا زنون بدست آورده باشد. در مقابل، اگر دو غول گازی واقعاً در سرمای فراتر از مدار فعلی نپتون و پلوتو تشکیل شده باشند، پس زحل باید عناصر زیادی مانند مشتری داشته باشد.
به لطف کاوشگر گالیله در سال 1995، ستاره‌شناسان فراوانی گازها را برای مشتری می‌دانند. محققان می‌گویند آنچه مورد نیاز است، مأموریتی مشابه با کیوان است. متأسفانه، هنگام چرخش به دور زحل ، فضاپیمای کاسینی فقط سطح نامطمئنی از نیتروژن را در جو سیاره حلقه‌دار اندازه‌گیری کرد و هیچ آرگون، کریپتون یا زنونی را تشخیص نداد، بنابراین کیوان هنوز جایی را که این دو غول گازی از آن برخاستند را مشخص نمی‌کند.
A shadowy birthplace may explain Jupiter’s strange chemistry
https://www.sciencenews.org/article/jupiter-chemistry-shadow-origin-planet-space-temperature