مشتری و زحل بزرگترین سیارههای منظومه شمسی هستند و هر دو دهها تا صدها قمر در مدار خود دارند،با این حال ساختار سامانه قمری آنها تفاوت چشمگیری دارد. مشتری چهار قمر بزرگ مشهور به «قمرهای گالیلهای» شامل آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو را در اختیار دارد، در حالی که زحل تنها یک قمر بسیار بزرگ به نام تیتان دارد و سایر قمرهای آن بهمراتب کوچکتر هستند.
این تفاوت سالها یکی از پرسشهای مهم اخترشناسان بوده است. نظریههای مختلفی برای توضیح آن ارائه شده، اما تاکنون هیچ مدل جامعی نتوانسته بود ساختار هر دو سامانه را همزمان توضیح دهد.
پژوهشگران دانشگاه کیوتو ژاپن به همراه همکارانی از مؤسسات علمی چین، با استفاده از شبیهسازیهای رایانهای، شرایط میلیاردها سال پیش و دوران جوانی مشتری و زحل را بازسازی کردند. آنها ساختار داخلی این دو سیاره، روند تکامل گرمایی و تغییرات میدان مغناطیسیشان را بررسی و همزمان دیسکهای گازی اطراف آنها را که محل شکلگیری قمرها بودند، مدلسازی کردند.
نتایج نشان داد مشتری جوان میدان مغناطیسی بسیار قدرتمندی داشته که در بخش داخلی دیسک اطراف سیاره، حفرهای مغناطیسی ایجاد کرده است. این ناحیه مانند یک منطقه امن عمل کرده و مانع سقوط قمرهای در حال شکلگیری به سمت سیاره شده است. به همین دلیل، قمرهای بزرگی مانند آیو، اروپا و گانیمد توانستهاند در مدار خود باقی بمانند و به رشد ادامه دهند.
در مقابل، میدان مغناطیسی زحل در آن زمان به اندازهای قوی نبوده که چنین حفره محافظی ایجاد کند. در نتیجه، بسیاری از قمرهای بزرگ اولیه هنگام مهاجرت مداری به سمت زحل حرکت کرده و از بین رفتهاند و در نهایت تنها تیتان بهعنوان قمر غالب این سیاره باقی مانده است.
«یوری فوجی»، نویسنده نخست این پژوهش، میگوید بررسی نحوه شکلگیری سیارهها دشوار است، زیرا تنها منظومه شمسی را برای مطالعه مستقیم در اختیار داریم. با این حال، تنوع سامانههای قمری موجود فرصت ارزشمندی برای آزمودن نظریههای شکلگیری سیارهها و قمرها فراهم میکند.
به گفته پژوهشگران، نتایج این مطالعه تنها به منظومه شمسی محدود نمیشود و میتواند در شناسایی قمرهای فراخورشیدی نیز کاربرد داشته باشد. بر اساس این مدل، سیارههایی با جرمی مشابه یا بزرگتر از مشتری احتمال بیشتری دارند که چند قمر بزرگ و نزدیک به هم داشته باشند، اما سیارههایی هماندازه زحل احتمالاً تنها یک یا دو قمر بزرگ را حفظ خواهند کرد.
محققان در ادامه قصد دارند این مدل را برای بررسی سایر سامانههای قمری و همچنین قمرهای احتمالی سیارههای فراخورشیدی به کار بگیرند تا مشخص شود آیا میدان مغناطیسی، عامل تعیینکننده در شکلگیری قمرها در دیگر منظومههای سیارهای نیز بوده است یا خیر. کد مطلب 992036
