حکمرانی خورشید: چرا سیارات منظومه شمسی در یک صفحه می‌چرخند؟

برای پاسخ دادن به این پرسش باید کمی به عقب برگردیم. احتمالا شما هم در مدرسه یا مستندها، تصویر یا ویدیویی از منظومه شمسی را مشاهده کرده‌اید و در همان لحظه به این موضوع فکر کرده‌اید که چرا سیارات موجود در منظومه شمسی و خورشید و اقمار سیارات همه و همه در یک صفحه قرار گرفته‌اند.

پاسخ این سوال مربوط به زمان حال نیست. در واقع پاسخ این پرسش در گذشته‌های دور هستی پنهان شده است. اگر بخواهیم دقیق بگوییم برای اینکه بخواهیم به این پرسش پاسخ بدهیم باید چیزی حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش به عقب برگردیم.

«نادر حقیقی پور»، ستاره‌ شناس از دانشگاه مانوآ در هاوایی، منظومه شمسی جوان را به ابری از گرد و غبار تشبیه می‌کند. در واقع حقیقی پور و بسیاری از دانشمندان امروزه معتقدند که در سالیان بسیار دور منظومه شمسی تنها یک ابر عظیم از گرد و غبار و گازهای مختلف بوده است. برای آن که کمی از عظمت این ابر آگاه شوید باید بگوییم که تخمین زده می‌شود عرض منظومه شمسی جوان چیزی حدود ۱۲۰۰۰ واحد نجومی یا AU بوده است.

بدیهی است که درک این موضوع ساده نیست زیرا مقیاس‌ها در آسمان کمی با زمین فرق دارند. واحدهایی مثل متر و سانتی‌متر کارایی خود را از دست می‌دهند و حتی در حالت‌های بسیاری نمی‌توانیم فواصل بین ستاره‌ای را در ذهن خود تصور کنیم. برای این که بتواند عرض منظومه شمسی قدیمی را بهتر تصور کنید، باید بگوییم که فاصله سیاره زمین تا خورشید به فاصله نجومی چیزی حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر است.

حقیقی پور عنوان می‌کند که در نهایت این ابر تا اندازه‌ای بزرگ شده بود که دیگر وزن آن به حداکثر میزان خود برای یک ساختار گازی شکل رسیده بود. به همین دلیل این ابر عظیم شروع به فرو ریختن و از دست دادن جرم کرد.

در این فرآیند در واقع یک ابر گازی شکل عظیم شروع به نازک شدن کرد و تبدیل به دیسکی گازی شد. این فروریختن از ابر عظیم گرد و غبار یک سطح مسطح و صاف ساخت. به طور معمول چنین مسائلی کمی سخت و دشوار هستند و برای درک بهتر به مثال‌های ساده‌تری نیاز داریم؛ برای مثال این دقیقا اتفاقی است که هنگام صاف کردن خمیر پیتزا اتفاق می‌افتد!

شخصی که خمیز پیتزا را آماده می‌کند چند بار خمیر نیمه پهن را به هوا پرتاب می‌کند تا کمی خودش را باز کند. تعجب‌برانگیز نیست اگر که بدانید دقیقا همین موضوع برای خمیر پیتزا رخ خواهد داد. هر بار که خمیر پیتزا به صورت چرخان به هوا پرتاب می‌شود، لبه‌های آن شروع به صاف شدن و مسطح شدن می‌کنند. این دقیقا همان اتفاقی است که در شروع برای منظومه شمسی رخ داده است و آن را از یک ابر عظیم گرد و غبار و گازی به محیطی صاف تبدیل کرده است.

اما این نازک شدگی و افزایش تراکم در تمام بخش‌های منظومه شمسی وجود نداشت. مانند یک خمیر پیتزا که لبه‌های آن شروع به نازک شدن می‌کنند منظومه شمسی نیز شروع به صاف شدن کرد اما مرکز آن متراکم و داغ بود. حقیقی پور چنین ادامه داد که در همان حالتی که بخش‌هایی از منظومه شمسی ما شروع به نازک شدن می‌کردند، بخش‌های مرکزی در شعله‌ای تمام نشدنی می‌سوختند. در مرکز این منظومه دما تا حد باورنکردنی‌ای بالا بود. مولکول‌های گاز تا حدی به هم فشرده شده بودند که این افزایش دما بر روی آن‌ها اثر گذاشت و شروع به ترکیب شدن و واکنش دادن کردند.

در آن وضعیت اتم‌های هیدروژن و هلیوم با یکدیگر ترکیب شدند و یک واکنش خیره‌ کننده شکل گرفت. این واکنش محل تولد ستاره‌ای بود که بعدها به میلیاردها سال نور افشانی و گرمابخشی سیارات منظومه شمسی پرداخت. این ستاره خورشید بود.

پس از تولد خورشید همانند نوزادی کوچک شروع به رشد کرد. این رشد خورشید تا پنجاه میلیون سال پس از تشکیل به صورت مداوم ادامه داشت. خورشید گرد و غبار و گازهای اطراف خود را جمع‌آوری می‌کرد  و به صورت گرما و امواج تابشی از خود گسیل می‌کرد. خورشید با رشد خود در طی میلیون‌ها سال فضای اطراف خود را از چیزهای مختلف پاک می‌کرد و مسیر خود را برای رشد و حکمرانی هموار می‌ساخت.

حال ما یک دیسک مسطح و یک ستاره به نام خورشید را در مرکز این دیسک داریم. خورشید شروع به رشد می‌کرد و دیسک یا همان منظومه شمسی جوان همچنان در حال از دست دادن جرم خود بود. همزمان با این اتفاق و وجود خورشید در مرکز این دیسک چیزی که ما امروزه آن را منظومه شمسی می‌دانیم به تدریج شروع به منبسط شدن و گسترش کرد.

سرانجام، ابر عظیم کهکشانی متشکل از گرد و غبار و گازهای مختلف به یک ساختار مسطح موسوم به دیسک پیش سیاره‌ای تبدیل شد که به دور ستاره‌ای جوان و پر جوش می‌چرخید. حقیقی پور معتقد است که گستردگی دیسک منظومه شمسی پیشین بسیار وسیع بود به طوری که دیسک صدها برابر فاصله زمین تا خورشید را در برگرفته بود و ضخامت آن فقط یک دهم آن فاصله بود. این یعنی این دیسک یه فضای وسیع را اشغال کرده بود اما بسیار نازک‌تر از چیزی بود که بتوان آن را زایشگاه یک منظومه نامید.

برای ده‌ها میلیون سال پس از این اتفاق، ذرات گرد و غبار در دیسک پیش سیاره‌ای به آرامی به دور خود می‌چرخیدند و گاهی اوقات به یکدیگر برخورد می‌کردند. از طرفی این موضوع باعث شده بود که بعضی از گرد و غبارهای اطراف به یکدیگر بچسبند. در طول آن میلیون‌ها سال، آن ذرات به هم چسبیده به دانه‌های میلی‌متری تبدیل شدند و آن دانه‌ها به سنگریزه‌های چند سانتی‌متری تبدیل شدند و سنگریزه‌ها همچنان به هم برخورد می‌کردند و به هم می‌چسبیدند.

به همین دلیل این روند برخوردها و اتصال‌ها پشت سر هم ادامه داشت و ذرات پس از هر ترکیب و برخورد به ذرات بزرگ‌تری تبدیل می‌شدند. شاید در ذهن شما هم از تشکیل سیارات با این عظمت داستان‌های دیگری وجود داشته باشد اما این موضوع دقیقا بطور علمی به وسیله دانشمندان این حوزه بررسی شده است و این فرضیه نزدیک‌ترین موضوع به واقعیت است.

در نهایت، بیشتر مواد موجود در دیسک پیش سیاره‌ای به هم چسبیدند و اجسام عظیمی را تشکیل دادند. برخی از این اجرام آنقدر بزرگ شدند که جاذبه آن‌ها را به شکل سیاره‌های کروی، سیارات کوتوله و قمرها درآورد. اجسام دیگر مانند سیارک‌ها ، دنباله‌دارها و برخی قمرهای کوچک نیز شکل نامنظمی و نامشخصی را پیدا کردند.

با وجود اندازه‌های مختلف این اجسام، آن‌ها کم و بیش در همان صفحه یعنی دقیقا در همان جایی که منشا، مواد سازنده و سرچشمه آن‌ها از آن‌جا بود، ماندند. به همین دلیل است که حتی تا امروز که میلیاردها سال از آن موضع می‌گذرد هم هشت سیاره منظومه شمسی و دیگر اجرام آسمانی تقریباً در یک سطح می‌گردند.