شکل منظومه شمسی به‌طرز چشمگیر تغییر کرده است

پیش از آنکه منظومه شمسی ما به دیسکی تخت تبدیل شود، توزیع غبار و سنگ‌ها، آن را بیش از پنکیک به شکل دونات درآورده بود. این نتیجه‌ای است که دانشمندان پس از بررسی شهاب‌سنگ‌های آهنی از بخش خارجی منظومه‌ی شمسی به دست آوردند و متوجه شدند که این نتایج تنها در صورتی معنادارند که منظومه‌ی شمسی زمانی به شکل حلقوی بوده باشد.

اطلاعات فوق می‌توانند به ما کمک کنند تا دیگر منظومه‌های سیاره‌ای نوظهور و ترتیب گردهم‌آمدن آن‌ها را تعیین کنیم. شکل‌گیری منظومه‌ی سیاره‌ای در اطراف یک ستاره در ابری مولکولی از گاز و غبار آغاز می‌شود. اگر بخشی از این ابر به‌اندازه‌ی کافی متراکم شود، به خاطر گرانش خود دچار فروپاشی می‌شود و شروع به چرخیدن می‌کند تا جایی که ستاره‌ی نوزاد در حال رشد را تشکیل دهد. با چرخش این ابر، مواد داخل ابر مجاور به دیسک چرخانی جذب می‌شوند که پیش‌ستاره را تغذیه می‌کند.

درون دیسک یادشده، توده‌های کوچک‌تری شکل می‌گیرند و به هسته‌های پیش‌سیاره‌ای تبدیل می‌شوند که یا تا شکل‌گیری سیاره‌های کامل به رشد ادامه می‌دهند یا در حالت متداول‌تر، با توقف رشد مواجه می‌شوند و به شکل اجرام کوچک‌تری مثل سیارک باقی می‌مانند.

ما در گذشته دیسک‌ها را در اطراف ستاره‌های دیگر با شکاف‌های شکل‌گرفته به‌وسیله‌ی سیاره‌ها که در حین حرکت، گردوغبار را درهم می‌آمیزند، مشاهده کرده‌ایم؛ اما انواع آهنی شهاب‌سنگ‌ها در بخش خارجی منظومه‌ی شمسی، بخش دیگری از داستان را روایت می‌کنند.

به نقل از گروهی به رهبری بیدونگ ژانگ، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه لس‌آنجلس کالیفرنیا، ترکیب سیارک‌ها در بخش خارجی منظومه‌ی شمسی مستلزم وجود ابری از ماده به شکل دونات بوده است، نه صرفا مجموعه‌ای از حلقه‌های هم‌مرکز در دیسک مسطح. این یافته نشان می‌دهد منظومه‌ی شمسی در اولین مراحل شکل‌گیری، حلقوی بوده است.

شهاب‌سنگ‌های آهنی مورد بحث، توده‌هایی از سنگ هستند که از بخش خارجی منظومه‌ی شمسی به زمین راه یافته‌اند. این اجرام نسبت به شهاب‌سنگ‌های بخش داخلی، مقدار بیشتری فلز دارند. این فلزها عبارت‌اند از پلاتین و ایریدیوم که تشکیل آن‌ها فقط در محیطی بسیار داغ مثل مجاورت ستاره‌ی در‌حال تولد امکان‌پذیر است.

درنتیجه، هرچند آن شهاب‌سنگ‌های آهنی از بخش بیرونی منظومه شمسی به زمین راه یافته‌اند، باید در نزدیکی خورشید شکل گرفته و با گسترش دیسک پیش‌سیاره‌ای به بخش‌های بیرونی‌تر منتقل شده باشند. بااین‌حال، براساس مدل‌سازی ژآنگ و همکارانش، این اجرام آهنی نمی‌توانستند از میان شکاف‌های دیسک پیش‌سیاره‌ای حرکت کنند.

براساس محاسبات، درصورتی‌که ساختار پیش‌سیاره‌ای حلقوی بوده باشد، مهاجرت شهاب‌سنگ‌ها بسیار آسان‌تر بوده است. به‌این‌ترتیب اجرام غنی از فلز به سمت بخش‌های بیرونی‌تر منظومه‌ی شمسی حرکت کرده‌اند. سپس با سرد شدن دیسک و آغاز شکل‌گیری سیاره‌ها، ناتوانی سنگ‌ها برای حرکت از میان شکاف‌های داخل دیسک مانند حصاری مؤثر عمل کرده و آن‌ها را از مهاجرت مجدد به سمت خورشید باز داشته است. ژانگ می‌گوید:

با شکل‌گیری سیاره‌ی مشتری، احتمالا شکافی فیزیکی ایجاد شده است که فلزهای ایریدیوم و پلاتین در بخش خارجی دیسک را به دام انداخته و مانع از سقوط آن‌ها به سمت خورشید شده است. این فلزها بعدا به سیارک‌هایی پیوستند که در دیسک خارجی شکل گرفتند. این یافته نشان می‌دهد چرا شهاب‌سنگ‌های نوع کندریت کربن‌دار و کربن‌دار در دیسک خارجی شکل گرفتند و دارای مقدار بیشتری ایریدیوم و پلاتین نسبت به همتایانشان در دیسک داخلی هستند.

مقاله پژوهشگران در Proceedings of the national Academy of Science منتشر شده است.