تبلیغات

شيمي تشکيل يک سياره چگونه است؟

شيمي تشکيل يک سياره چگونه است؟

بيگ بنگ/ تشکيل يک سياره مستلزم يک فرآيند چند مرحله‌اي است. ابتدا ريز دانه‌هاي جامد متعلق به سحابي خورشيدي متراکم مي‌شوند. سپس اين ذرات طي فرايند برخورد با اجرام سماوي بزرگ، ريزسيارات(Planetesimal) را تشکيل مي دهند. در مرحلۀ بعد گرانش باعث ادغام و تشکيل پيش‌سيارات(Protoplanet) و در نتيجه سيارات امروزي مي شود.
به گفته محققان ابتدا توده‌ي متشکل از گاز و ذرات گرد و غبار در بخشي از کهکشان راه‌شيري وجود داشته و انفجار ابرنواختري يک ستارۀ نسل پيش، باعث شد تا اغتشاشاتي در اين ابر به وجود آيد و بخش‌هايي از اين ابر چگالي بيشتري پيدا کند. اين‌ نطفه‌ي اوليه‌ي خورشيد در بيش از ۴٫۶ ميليارد سال پيش بوده‌ است. گرانش توده‌ي اوليه‌ي گازي را در منطقه‌اي از فضا جمع کرده است و به دليل پايستگي تکانه‌ي زاويه‌اي، اين توده شروع به چرخيدن کرده است. عواملي مانند گرانش‌، فشار گاز، ميدان مغناطيسي و چرخش باعث شد که اين توده نسبتآ کروي تبديل به يک قرص برافزايشي چرخان شود که به آن قرص پيش ستاره اي مي‌گوييم.
در نتيجه در ابتداي شکل‌گيري خورشيد، توده‌اي اوليه متشکل از گازهاي تحت تأثير گرانش داريم که به دليل جمع شدن گاز و ساکن شدن انرژي جنبشي گاز دما به تدريج در مرکز توده بالا مي‌رود که آن توده را پيش‌ ستاره مي‌نامند. اين پيش‌ستاره هنوز در هسته‌ي خود همجوشي هيدروژني را شروع نکرده است و اين فرآيند در چند صد هزار سال اوليه شکل‌گيري ستاره کماکان به قوت خود باقي مي‌ماند. در ادامه سيارات در حين فروريختن اين سحابي ستاره اي و تبديل آن به قرص نازکي از گاز و غبار به مرور شکل مي‌گيرند.
در پي اين فروريزي يک پيش‌ ستاره در هسته تشکيل مي‌شود که قرص پيش‌ستاره‌اي چرخاني آن را در برگرفته‌ است. از طريق برافزايش (يک فرايند برخورد چسبنده) ذرات غبار قرص به شکل پايداري در کنار هم انباشته مي‌شوند تا اجسامي بزرگتر را تشکيل دهند. تجمع‌هاي محلي جرم به نام ريز سيارات شکل مي‌گيرند و با بهره‌گيري از جاذبه گرانشي فرايند برافزايش را تسريع مي‌ بخشند. اين تجمع‌ها مرتباً چگال‌تر مي‌شوند تا اينکه سرانجام بر اثر گرانش به درون فرو ريخته و پيش‌ سياره‌ها را تشکيل مي‌دهند. پس از آنکه قطر ِ سياره از ماه بزرگتر شد، شروع به انباشتن يک اتمسفر گسترده مي‌کند و از طريق پديده پسار اتمسفري، سرعت جذب ِ ريز سيارات بسيار افزايش مي‌يابد.
وقتي يک پيش‌ستاره به‌ اندازه‌اي بزرگ مي‌شود که شعله‌ور گردد و ستاره‌اي به‌وجود آيد، قرص باقي‌مانده توسط پديده‌هاي تبخير فوتوني، بادهاي خورشيدي و کشش پوينتينگ-رابرتسون از درون به خارج رانده مي‌شود. پس از آن ممکن است که هنوز پيش‌ سياره‌هاي زيادي در حال گردش به دور ستاره يا يکديگر باشند، اما به مرور زمان با هم برخورد کرده و يا تشکيل يک سياره بزرگتر يا اينکه مواد آنها پراکنده مي‌شود تا جذب پيش‌سياره‌ها و سياره‌هاي بزرگتر شود. آن اجسامي که به اندازه کافي پرجرم مي‌شوند، بيشتر مواد موجود در همسايگي خود را جذب مي‌کنند و تشکيل سياره مي‌دهند. در اين ميان، پيش‌سياراتي که از برخوردها دوري کرده‌اند، يا از طريق جذب گرانشي به قمرهاي طبيعي اين سيارات تبديل مي‌شوند و يا اينکه در کمربندهايي در کنار اجسام ديگر باقي‌مانده و تبديل به سياره کوتوله و اجرام کوچک مي‌شوند.
در واقع گرانش توانست سنگين ترين مواد را در مرکز منظومه خورشيدي جديد نگه دارد. در نتيجه سياراتي که به خورشيد نزديک تر بودند، به صورت سنگي و به شکل سيارات زميني در آمدند مانند: عطارد،ناهيد، زمين و مريخ. و سيارات دورتر از خورشيد نيز اکثرا از گازها تشکيل شده اند که با برودت خيلي پايين در حد يخ بستن هستند. گازها، با ايجاد يخ زدگي، جهاني فاقد ِ سطحي جامد را ايجاد کردند.

شيمي تشکيل و ترکيبات سيارات منظومه شمسي

ترکيبات شيميايي سيارات به وسيله فرآيندي به نام تسلسل تراکم(Condensation Sequence) از روي تراکم دانه هاي تشکيل دهنده اشان تعيين مي‌شوند. ايده‌ي اوليه‌ي تسلسل تراکم اين است: مرکز سحابي بايد در دمايي برابر چندين هزار درجه کلوين داشته باشد. اگر دماي سحابي ستاره اي به سرعت از مرکز به طرف بيرون کاهش يابد، چگالي‌ها و ترکيبات سيارات نظير آهن و سيليکات‌ها مي‌توانند به خوبي با تسلسل تراکم توضيح داده شوند.
سپس در فواصل مختلف از خورشيد، دماهاي متفاوت اجازه دادند که ترکيبات شيميايي مختلف، متراکم شوند و دانه‌هايي را تشکيل دهند که در نهايت پيش‌ سيارات را بسازند. اگر ماده به دليل بالا بودن دما نتوانست متراکم شود، آن‌ ماده در پيش‌ سياره موجود نخواهد بود. عموماً تسلسل تراکم مستلزم آن است که به يک دماي کمينه دست‌ يافته تا دليل موجهي براي ترکيبات شيميايي شناخته‌ شده در سيارات، ارائه شود. به‌ طور تقريبي،‌ اين دما‌ها براي شکل گيري سيارات منظومه شمسي بصورت زير هستند:

براي عطارد، ۱۴۰۰ کلوين
براي ناهيد، ۹۰۰ کلوين
براي زمين، ۶۰۰ کلوين
براي مريخ، ۴۰۰ کلوين
براي مشتري، ۲۰۰ کلوين
دقت کنيد که در يک فاصله معين از خورشيد، دما با زمان تغيير مي‌کند، لذا اين مقادير کمينه‌هايي است که در خلال شکل‌گيري سيارات حاصل مي‌شود. تسلسل تراکم توضيحي طبيعي از اجزاء جرمي و شيميايي سيارات سنگي/گازي را مهيا مي‌کند. جايي‌ که يخ‌ها مي‌توانند متراکم شوند، ريزسيارات مقدار بيشتري مواد صخره‌اي دارند و جرم آنها مي‌تواند بسيار زياد‌تر از ريزسياراتي باشد که در نواحي با متراکم‌ شدن فقط فلزات و صخره‌ها شکل‌ مي‌گيرند. اين نتيجه ترکيبي از سحابي خورشيدي اوليه است که عناصر تبخير شدني بر ديگر عناصر غلبه دارند.

سيارات سامانه خورشيدي را مي‌توان بر اساس ترکيباتشان بصورت زير طبقه بندي کرد:

سنگي: سياراتي که شبيه به زمين هستند و بدنه آنها عمدتاً از سنگ تشکيل شده‌ است: عطارد، ناهيد، زمين و مريخ. عطارد با ۰٫۰۵۵ جرم زمين کوچکترين سياره سنگي و زمين بزرگترين سياره سنگي منظومه شمسي هستند. در واقع اين‌ سيارات تکه‌هايي از گرد و غبارهاي قرص برافزايشي اوليه بوده‌اند که به هم چسبيده‌اند، بزرگ شده‌اند و به شکل سياره‌ در آمده‎اند.
غول‌هاي گازي: سياراتي که عمدتاً از مواد گازي تشکيل شده‌اند و بسيار سنگين‌تر از سيارت سنگي هستند: مشتري، زحل، اورانوس، نپتون. مشتري با ۳۱۸ برابر جرم زمين بزرگترين سياره منظومه شمسي است در حاليکه زحل يک سوم مشتري و ۹۵ برابر جرم زمين، جرم دارد. غول‌هاي يخي، شامل اورانوس و نپتون زيررده‌اي از غول‌هاي گازي است که وجه تمايز آنها با غول‌هاي گازي ديگر، جرم به مراتب کمتر آنها (تنها ۱۴ تا ۱۷ برابر جرم زمين)، خالي بودن اتمسفرشان از هليم و هيدروژن و مقادير به مراتب بيشتر سنگ و يخ در آنهاست.



با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويدمنبع: بيگ بنگ

فروش اسکریپت

اسکریپت مجله تفریحی فان سیتی به فروش میرسد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر به صفحه زیر مراجعه کنید.

فروش اسکریپت

گزارش تخلف

تمامی مطالب از سایت های مجاز فارسی و ایرانی تهیه و جمع آوری شده است، در صورت وجود هرگونه مشکل از طریق صفحه گزارش تخلف اطلاع دهید.

تبلیغات


جدیدترین اخبار

در انتخاب و نمایش محتوا هیچ دخالت انسانی وجود ندارد لذا از شما خواهشمندیم در صورتی که این مطلب را مغایر با قوانین جمهوری اسلامی ایران است به ما گزارش کنید.