کدام سیارات، جوان‌ترین و پیرترین سیارات منظومۀ شمسی هستند؟

شهرآرانیوز؛ حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش یک ابر ستاره‌ای (ابر گاز و غبار) فروپاشی کرد و خورشید ما شکل گرفت. سپس بقیه مواد به سیارات منظومه شمسی تبدیل شدند. اما چگونگیِ دقیق این فرآیند و ترتیب شکل‌گیری سیارات هنوز در میان دانشمندان محل بحث است.

نظریه‌ها درباره ترتیب شکل‌گیری سیارات

دو نظریه پرطرفدار وجود دارد که سعی می‌کنند توضیح دهند ابتدا کدام سیارات شکل گرفتند:

نظریۀ انباشتی (Accretion)

طبق این نظریه، ذرات ریز گاز و غبار به هم می‌چسبیدند (بر اثر جاذبه) و به مرور بزرگ‌تر می‌شدند. بر اساس این دیدگاه، سیارات گازیِ بزرگ مثل مشتری و زحل احتمالاً زودتر شکل گرفتند، سپس فضای باقی‌مانده باعث شد سیارات صخره‌ای‌تر مانند زمین، مریخ و ... بعدتر شکل بگیرند.

یکی از دلایل این ادعا این است که برای ساخت یک سیارۀ گازی، حجم زیادی گاز لازم است و اگر فرآیند دیرتر شروع شود، ممکن است گاز موجود در سحابی اولیه کم شود و فرصت ساخت سیاره گازی از دست برود.

نظریۀ ناهمسان‌سازی جریان (Streaming Instability Model)

این نظریه پیشنهاد می‌دهد که سیارات ممکن است به صورت ناگهانی‌تر شکل بگیرند، به این معنا که تجمع جرم می‌تواند سریع‌تر رخ دهد و ترتیب شکل‌گیری می‌تواند متفاوت باشد. پس احتمال دارد که ابتدا سیارات سنگی (صخره‌ای) شکل گرفته باشند و سپس سیارات گازی وقتی که هنوز گاز کافی در دسترس بوده است.

یکی از کسانی که این دیدگاه را مطرح کرده، Cauê Borlina، دانشیار سیارات در دانشگاه Purdue است.

چگونه سن یک سیاره را تعیین می‌کنند؟

مسئله سن یک سیاره ساده نیست، زیرا دو دید مختلف وجود دارد: 

سن شکل‌گیری (birth age): وقتی که سیاره در ابتدا شکل گرفته است.

سن سطح (surface age): وقتی سطح سیاره آخرین بار تجدید شده باشد؛ یعنی سطح می‌تواند بنا به فعالیت‌های ژئولوژیکی، آتشفشانی، یا شکل‌گیری‌اش، می‌تواند قدیمی‌تر یا جوان‌تر باشد.

مثلاً دانشمندان برای سن سطح سیارات به شمارش دهانه‌ها (crater counting) توجه می‌کنند: اگر سطح سیاره تعداد زیادی دهانه دارد و هیچ فرآیند بازسازی سطح صورت نگرفته، احتمالاً سطح بسیار قدیمی است. اگر سطح مرتب بازسازی شده باشد (مثلاً در زمین)، سطح جوان‌تر تلقی می‌شود.

از این نظر، سطح زمین ممکن است جوان‌ترین محسوب شود، چون سطح زمین مداوماً تحت تأثیر تکتونیک صفحات، فرسایش، فعالیت انسانی و سایر فرایند‌ها قرار دارد. بعد از آن، ونوس و مریخ قرار می‌گیرند.

با این حال، به دلیل محدودیت‌های روش‌های تاریخ‌گذاری و خطا‌های احتمالی (مثلاً تفاوت‌های چند میلیون سال در تاریخ‌ها) دانشمندان تنها می‌توانند برآورد‌هایی انجام دهند.

همچنین، برای اینکه بفهمیم ترتیب دقیق شکل‌گیری سیارات چه بوده است، نمونه‌برداری از سطح‌ها و مصالح سیاره‌ای اهمیت زیادی دارد. مثلاً اگر نمونه‌هایی از مریخ یا دیگر سیارات به زمین آورده شوند، می‌توان داخل آنها تاریخ‌گذاری بهتری انجام داد.