الكويكبات هي كتل صغيرة من الصخور تدور حول الشمس. لكن من المحتمل أنهم لم يكونوا دائمًا على هذا النحو. ربما بدأ الكثير منها على أنها مجرد طين. هذه هي نتيجة تحليل جديد.
معظم ما هو معروف عن الأجسام الصلبة الأولى في النظام الشمسي يأتي من النيازك. هذه كتل من الصخور والمعادن من الفضاء تصطدم بشكل دوري بالأرض. يدرس الباحثون عادةً نوعًا من هذه النيازك المعروفة باسم الكوندريت الكربوني (KAR-bon-AY-shus KON-dytes). اشتبه العلماء في أن هذه القطع الصخرية كانت في البداية جزءًا من كويكبات.
الشرح:ما هي الكويكبات؟
ومن المثير للاهتمام ، أن وصفتهم الكيميائية هي تقريبًا نفس وصفة الشمس. بعد إزالة كل الهيدروجين خفيف الوزن والهيليوم من الشمس ، ستترك عناصر أثقل ، مثل الكربون والصوديوم. وستكون موجودة بنفس النسب التي شوهدت في أجزاء الصخور الفضائية هذه. بعض هذه العناصر مشعة . هذا يعني أنها غير مستقرة ، وتطلق الحرارة باستمرار وبعض الجسيمات دون الذرية من خلال عملية تُعرف باسم الاضمحلال الإشعاعي .
التشابه بين وصفة الشمس وهذه النيازك هو المفتاح. يقترح أن الكويكبات الأولى تطورت مباشرة من قرص الغاز والغبار الذي كان موجودًا قبل تشكل الكواكب مباشرة. تشير هذه الوصفة الشائعة أيضًا إلى أن هذه الصخور تشكلت في وجود الماء وفي درجات حرارة منخفضة نسبيًا. كم قليل؟ حوالي 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت).
من الصعب شرح كل هذه السمات دفعة واحدة. ربما كان عرض الكويكبات الأصلية أكبر من حوالي 20 كيلومترًا (12 ميلاً). لا يوجد سبب للاعتقاد بأنهم لم يكونوا كذلك. إذا كان الأمر كذلك ، فإن اضمحلال العناصر المشعة بداخلها من شأنه أن يجعل الصخور أكثر سخونة من 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت).
اقترح بعض علماء الكواكب أن الكويكبات كانت مسامية. هذا يعني أن لديهم الكثير من الثقوب ، تشبه إلى حد ما الإسفنج. مثل نظام السباكة البدائي ، فإن المياه المتدفقة عبر تلك الثقوب من شأنها أن تبرد الصخور. لكن هذا الماء أيضًا كان يجب أن يسحب بعض العناصر من الصخر. بعد ذلك ، لم تعد وصفة الصخرة تشبه الشمس.
يلاحظ فيليب بلاند:"لقد كانت مفارقة". وهو عالم كواكب في جامعة كيرتن للتكنولوجيا في بيرث ، أستراليا.
الشرح:ما هو نموذج الكمبيوتر؟
كان بلاند يشغل نماذج حاسوبية حول كيفية ضغط تلك الكرات الأصلية من الجليد والغبار في الصخور الصلبة. عندها ضربه:ماذا لو لم يكونوا يهزون على الإطلاق؟
يقول:"في تلك اللحظة ، لم يحدث شيء أجبر تلك الحبوب معًا على تحويلها إلى صخرة". كان هذا مجرد شيء افترض الجميع أنه سيحدث.
استنتج بلاند أنه قبل أن تتاح لهم فرصة التحول إلى الصخور ، فإن الحرارة الناتجة عن التحلل الإشعاعي في هذه الكرات من الغبار ستذيب أي جليد. سيصبح الجسم السماوي الناتج بعد ذلك كرة طينية هائلة. وهذا الطين يمكن أن يحمل جزيئات صخرية صغيرة. الآن لن يتم تجريد الكتل من بعض العناصر. ويمكن أن تكون هذه الكويكبات المبكرة بأي حجم - وباردة نسبيًا.
صنع كرات الطين
يعمل بريان ترافيس في معهد علوم الكواكب في لوس ألاموس ، نيو مكسيكو ، واستخدم هو وبلاند جهاز كمبيوتر لمحاكاة كيفية تطور كرات الطين هذه. والتيارات مدفوعة بـ الحمل الحراري من شأنه أن يلعب دورًا.
تتشكل التيارات الحرارية نتيجة لارتفاع وهبوط المواد في سائل أو غاز بسبب درجات الحرارة غير المتكافئة. تحرك هذه التيارات الصخور السائلة داخل وشاح الأرض شديد الحرارة.
الشرح:كيف تتحرك الحرارة
أظهرت عمليات المحاكاة الجديدة للفريق أن هذه التيارات ستتطور أيضًا في العديد من كرات الطين. تساعد التيارات على نقل الحرارة إلى الفضاء. بعد عدة ملايين من السنين ، كانت الكرة قد تصلبت تمامًا ، مما أسفر عن الكويكبات التي نراها اليوم.
يقول بلاند:"إنه يبرز التناقض". نشر هو وترافيس هذا التقييم في 14 يوليو في Science Advances .
يمكن للنموذج الجديد حل العديد من الألغاز حول وصفة النيازك الموجودة على الأرض. قد يفسر أيضًا سبب اختلاف الكويكبات عن المذنبات ، كما يقول. المذنبات جليدية أكثر من الصخور. تميل إلى البقاء بعيدًا عن الشمس وربما تكونت ببساطة في وقت لاحق في تاريخ النظام الشمسي. إذا كان هذا صحيحًا ، فسيكون هناك أيضًا قدر أقل من الحرارة المشعة المتاحة لصهرها.
أظهر النموذج الجديد أيضًا اختلافات في الكويكبات. قد يكون بعضها موحلًا طوال الطريق. قد يطور البعض الآخر نوى من حبيبات أكبر ، مع محيط طيني كبير فوقها.
يمكن أن يفسر هذا السيناريو الأخير ليس فقط الكويكبات ولكن أيضًا أجسام مثل الكوكب القزم سيريس (SEER-eez). إنه أكبر جسم في حزام الكويكبات (حلقة من الصخور تدور حول الشمس بين مداري المريخ والمشتري). درس الباحثون مؤخرًا سيريس مع مركبة الفضاء داون التابعة لوكالة ناسا. أظهر أن سيريس له قلب صخري.
يقول إدوارد يونغ إنه ربما كان لدى سيريس محيطًا قد تبخر منذ ذلك الحين. وهو عالم كواكب في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، ولم يشارك في الدراسة الجديدة. قد يكون التبخر على سيريس شيئًا مثل ما يصفه الفريق لجميع الكويكبات المبكرة ، كما يقول.
يعتقد عالم الكواكب براندون جونسون أن النموذج الجديد لكويكبات الطين سوف يلهم المزيد من البحث. يعمل جونسون في جامعة براون في بروفيدنس ، آر آي "أنا مهتم بذلك بنفسي" ، كما يقول. "إنه منطقي للغاية ويرسم صورة واضحة لما كان يحدث".
