ดาวพฤหัสบดีไม่เคยอยู่ในสถานที่เดียวกันเสมอในระบบสุริยะของเรา ในช่วงแรกของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะของเราดาวพฤหัสบดีย้ายเข้าหาดวงอาทิตย์เกือบถึงจุดที่ดาวอังคารกำลังโคจรอยู่ในขณะนี้จากนั้นกลับสู่ตำแหน่งปัจจุบัน
การย้ายผ่านระบบสุริยะของดาวพฤหัสบดีมีผลกระทบสำคัญต่อระบบสุริยะของเรา ผลกระทบของการเดินทางของดาวพฤหัสบดีรวมถึงผลกระทบต่อแถบดาวเคราะห์น้อยและการเติบโตของดาวอังคาร
การย้ายถิ่นของดาวพฤหัสบดีมีผลกระทบอะไรอีกบ้างที่มีต่อระบบสุริยะยุคแรกและนักวิทยาศาสตร์ทำการค้นพบนี้อย่างไร
ในรายงานการวิจัยที่ตีพิมพ์ในฉบับที่ 14 กรกฎาคมของ ธรรมชาติผู้เขียนคนแรกเควินวอลช์และทีมของเขาสร้างแบบจำลองของระบบสุริยะยุคแรกซึ่งช่วยอธิบายการย้ายถิ่นของดาวพฤหัสบดี แบบจำลองของทีมแสดงให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีก่อตัวขึ้นในระยะทางประมาณ 3.5 A.U (ดาวพฤหัสอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า 5 A.U) และถูกดึงเข้าด้านในโดยกลุ่มเมฆในก๊าซที่ยังคงล้อมรอบดวงอาทิตย์ในเวลานั้น เมื่อเวลาผ่านไปดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่เข้ามาอย่างช้าๆเกือบถึงระยะทางเดียวกันกับดวงอาทิตย์เหมือนกับวงโคจรปัจจุบันของดาวอังคารซึ่งยังไม่ได้ก่อตัว
“ เราตั้งทฤษฎีว่าดาวพฤหัสหยุดยั้งการย้ายไปยังดวงอาทิตย์เนื่องจากดาวเสาร์” Avi Mandell หนึ่งในผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าว ข้อมูลของทีมแสดงให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ทั้งคู่ย้ายเข้าด้านในและออกไปด้านนอก ในกรณีของดาวพฤหัสบดียักษ์ก๊าซตกลงสู่วงโคจรปัจจุบันที่มากกว่า 5 a.u ดาวเสาร์สิ้นสุดการเคลื่อนที่ออกไปด้านนอกครั้งแรกที่ประมาณ 7 A.U แต่ต่อมาก็ขยับไปยังตำแหน่งปัจจุบันที่ประมาณ 9.5 A.U
นักดาราศาสตร์มีคำถามยาวนานเกี่ยวกับองค์ประกอบผสมของแถบดาวเคราะห์น้อยซึ่งรวมถึงวัตถุที่เป็นหินและน้ำแข็ง ปริศนาอีกข้อหนึ่งเกี่ยวกับวิวัฒนาการของระบบสุริยะของเราคือสิ่งที่ทำให้ดาวอังคารไม่ได้พัฒนาให้มีขนาดใกล้เคียงกับโลกหรือดาวศุกร์
เกี่ยวกับแถบดาวเคราะห์น้อย Mandell อธิบายว่า“ กระบวนการย้ายถิ่นของดาวพฤหัสบดีช้าดังนั้นเมื่อมันเข้าใกล้แถบดาวเคราะห์น้อยมันไม่ได้เกิดการชนอย่างรุนแรง แต่เป็นสิ่งที่ต้องทำมากกว่าดาวพฤหัสบดีโดยที่ดาวพฤหัสบดีเบี่ยงเบนวัตถุ แถบดาวเคราะห์น้อย”
การเคลื่อนที่ช้าของจูปิเตอร์ทำให้เกิดการ“ สะบัด” ของเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยมากขึ้นเมื่อมันเคลื่อนผ่านเข้าด้านใน เมื่อดาวพฤหัสบดีย้ายกลับออกไปด้านนอกดาวเคราะห์ก็เคลื่อนผ่านจุดที่มันก่อตัวขึ้น ผลข้างเคียงหนึ่งที่เกิดจากดาวพฤหัสบดีเคลื่อนตัวไกลออกไปจากพื้นที่ก่อตัวเดิมคือมันเข้าสู่บริเวณของระบบสุริยะยุคแรกของเราที่มีวัตถุน้ำแข็ง ดาวพฤหัสบดีผลักวัตถุน้ำแข็งหลายตัวเข้าหาดวงอาทิตย์ทำให้พวกมันสิ้นสุดลงในแถบดาวเคราะห์น้อย
“ ด้วยโมเดล Grand Tack เราได้อธิบายการก่อตัวของดาวอังคารขนาดเล็กและในการทำเช่นนั้นเราต้องคำนึงถึงแถบดาวเคราะห์น้อย” วอลช์กล่าว “ ด้วยความประหลาดใจของเราคำอธิบายแบบจำลองของแถบดาวเคราะห์น้อยกลายเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่อร่อยที่สุดและช่วยให้เราเข้าใจภูมิภาคนั้นดีกว่าที่เราเคยทำมาก่อน”
ในทางทฤษฎีเกี่ยวกับดาวอังคารดาวอังคารควรมีก๊าซและฝุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่าก่อตัวขึ้นจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ถ้าแบบจำลองวอลช์และทีมของเขาพัฒนาถูกต้องดาวพฤหัสบดีที่โจมตีเข้าสู่ระบบสุริยะชั้นในน่าจะกระจายวัสดุประมาณ 1.5 เอยู
แมนเดลล์กล่าวเสริมว่า“ ทำไมดาวอังคารจึงมีขนาดเล็กเป็นปัญหาที่แก้ไม่ได้ในการก่อตัวของระบบสุริยะของเรา มันเป็นแรงจูงใจเริ่มต้นของทีมในการพัฒนารูปแบบใหม่ของการก่อตัวของระบบสุริยะ
สถานการณ์ที่น่าสนใจเกิดขึ้นกับวัสดุกระเจิงของดาวพฤหัสบดีระหว่าง 1 ถึง 1.5 AU แทนที่จะเพิ่มความเข้มข้นของวัสดุสร้างดาวเคราะห์ที่ไกลออกไปความเข้มข้นสูงนำไปสู่โลกและดาวศุกร์ก่อตัวขึ้นในภูมิภาคที่เต็มไปด้วยวัสดุ
แบบจำลองวอลช์และทีมของเขาพัฒนาขึ้นนำข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์ชั้นในแถบดาวเคราะห์น้อยของเราและดาวพฤหัสบดี ความรู้ที่เรียนรู้ไม่เพียง แต่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจระบบสุริยะของเราได้ดีขึ้น แต่ยังช่วยอธิบายการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบดาวอื่น ๆ วอลช์ยังกล่าวอีกว่า“ การรู้ว่าดาวเคราะห์ของเราเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ มากในอดีตทำให้ระบบสุริยะของเราเหมือนกับเพื่อนบ้านของเรามากกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้ พวกเราไม่ใช่คนผิดอีกต่อไปแล้ว”
หากคุณต้องการเข้าถึงเอกสาร (จำเป็นต้องสมัครสมาชิกหรือชำระเงิน / เข้ามหาวิทยาลัย) คุณสามารถทำได้ที่: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
ที่มา: NASA Solar System News, Nature
