قمرها ممکن است سرنخهایی از شرایط سیارات قابل سکونت ارائه دهند!!
در یک مطالعه جدید، میکی ناکاجیما، دانشمند روچستر و همکارانش به این نتیجه رسیدند که سیارات کوچکتر کیهان به احتمال زیاد میزبان قمرهای کمی بزرگ هستند که ممکن است برای نگهداری حیات در آن سیارات مفید باشند. اعتبار: دانشگاه روچستر / جی. آدام فنستر
ماه زمین در تبدیل زمین به سیارهای که امروزه میشناسیم نقش بسیار مهمی داشته است: ماه کنترل طول روز و جزر و مد اقیانوس را دارد که بر چرخههای بیولوژیکی شکلهای حیات در سیاره ما تأثیر میگذارد. ماه همچنین با تثبیت محور چرخش زمین به آب و هوای زمین کمک میکند و محیطی ایدهآل برای توسعه و تکامل حیات ارائه میدهد.
از آنجایی که ماه برای حیات روی زمین بسیار مهم است، دانشمندان حدس میزنند که ماه ممکن است یک ویژگی بالقوه مفید در پناه دادن به حیات در سیارات دیگر باشد. بیشتر سیارات قمر دارند، اما ماه زمین از این جهت متمایز است که در مقایسه با اندازه زمین بزرگ است. شعاع ماه بزرگتر از یک چهارم شعاع زمین است (نسبتی بسیار بزرگتر از اکثر قمرها به سیاراتشان).
میکی ناکاجیما، استادیار علوم زمین و محیط زیست در دانشگاه روچستر، این تمایز را قابل توجه میداند و در مطالعه جدیدی که او رهبری کرد و در Nature Communications منتشر شد، او و همکارانش در مؤسسه فناوری توکیو و دانشگاه آریزونا شکلگیری ماه را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که فقط انواع خاصی از سیارات میتوانند قمرهایی را تشکیل دهند که از نظر اندازه سیارههای میزبان خود بزرگ هستند.
ناکاجیما میگوید: «با درک شکلگیری ماه، محدودیتهای بهتری در مورد آنچه داریم که هنگام جستجوی سیارات مشابه زمین باید جستجو کنیم. ما انتظار داریم که قمرهای خارج از منظومه شمسی (قمرهایی که به دور سیارات خارج از منظومه شمسی میچرخند) همه جا باشند، اما تاکنون هیچ موردی را تأیید نکردهایم. محدودیتهای ما برای مشاهدات آینده مفید خواهد بود.
منشا قمر زمین
بسیاری از دانشمندان از نظر تاریخی معتقدند که قمر بزرگ زمین در اثر برخورد بین زمین اولیه – زمین در مراحل اولیه توسعه – و یک جسم برخوردی بزرگ به اندازه مریخ در حدود 4.5 بیلیون سال پیش ایجاد شده است. این برخورد منجر به تشکیل یک دیسک نیمه تبخیر شده در اطراف زمین شد که در نهایت به ماه تبدیل شد.
ناکاجیما و همکارانش برای اینکه بفهمند آیا سیارات دیگر میتوانند قمرهای مشابه بزرگی را تشکیل دهند یا نه، شبیهسازیهای برخوردی را با تعدادی سیارات سنگی فرضی زمینمانند و سیارات یخی با جرمهای متفاوت انجام دادند. آنها امیدوار بودند که شناسایی کنند که آیا برخوردهای شبیهسازی شده منجر به دیسکهای نیمه تبخیر شده مانند دیسکی میشود که ماه زمین را تشکیل میدهد یا خیر.
محققان دریافتند که سیارات سنگی بزرگتر از شش برابر جرم زمین (6M) و سیارات یخی بزرگتر از یک برابر جرم زمین (1M) دیسکهای کاملاً تبخیر شده تولید میکنند و این دیسکهای کاملاً تبخیر شده قادر به تشکیل قمرهای کمی بزرگ نیستند.
ناکاجیما میگوید: «ما دریافتیم که اگر سیاره بیش از حد پرجرم باشد، این برخوردها دیسکهای کاملاً تبخیر شده تولید میکنند، زیرا برخورد بین سیارات پرجرم عموماً پرانرژیتر از برخورد بین سیارات کوچک است.
پس از برخوردی که منجر به یک دیسک تبخیر شده میشود، با گذشت زمان، دیسک خنک میشود و بلوکهای سازنده یک قمر ظاهر میشوند. در یک دیسک کاملاً تبخیر شده، بلوکهای در حال رشد در دیسک، در برخورد با گاز قوی حاصل از بخار قرار میگیرند و خیلی سریع روی سیاره میافتند. در مقابل، اگر دیسک فقط تا حدی تبخیر شده باشد، بلوکها چنین کشش شدید گاز را احساس نمیکنند.
ناکاجیما میگوید: «نتیجه میگیریم که یک دیسک کاملاً تبخیر شده قادر به تشکیل قمرهای کمی بزرگ نیست. تودههای سیارهای باید کوچکتر از آستانههایی باشند که برای تولید چنین قمرهایی شناسایی کردیم.»
جستجو برای سیارات شبیه زمین
محدودیتهایی که ناکاجیما و همکارانش بیان کردند برای ستارهشناسانی مهم است که جهان ما را بررسی می کنند. محققان هزاران سیاره و قمرهای فراخورشیدی احتمالی را شناسایی کردهاند، اما هنوز به طور قطعی قمری را پیدا نکردهاند که به دور سیارهای خارج از منظومه شمسی میچرخد. این تحقیق ممکن است به آنها ایده بهتری در مورد این امر بدهد که به کجا نگاه کنند.
همانطور که ناکاجیما میگوید، “جستجوی سیارات فراخورشیدی معمولاً بر روی سیارات بزرگتر از شش برابر جرم زمین متمرکز شده است. ما پیشنهاد میکنیم که در عوض به سیارات کوچکتر نگاه کنیم زیرا آنها احتمالاً نامزدهای بهتری برای میزبانی قمرهای کمی بزرگ هستند.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Moons may yield clues to what makes planets habitable
by University of Rochester FEBRUARY 1, 2022
https://phys.org/news/2022-02-moons-yield-clues-planets-habitable.html