نگاهی نو به چگونگی شکل گیری ماه

هوپا/ يافته هاي جديد نشان مي دهد که برخورد يک سياره بنام تـئا به زمين جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پديد آمده از خرده هاي برخورد، پيش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آميخته بود. اين نماي هنري برخورد ميان دو جرم سياره اي را نشان مي دهد. به باور دانشمندان، کره ي ماه در پي يک چنين برخوردي که ۱۵۰ ميليون سال پس از پيدايش سامانه ي خورشيدي، ميان زمين و يک جرم ديگر رخ داد پديد آمده است.  هنوز ۱۵۰ ميليون سال از پيدايش سامانه ي خورشيدي نگذشته بود که جرمي غول پيکر به بزرگي سياره ي مريخ به زمين برخورد کرد و با آن يکي شد. در پي اين رويداد، ابري غول آسا از سنگ و خاک به فضا پرتاب شد، همين ابر بود که سرانجام ذراتش به هم پيوستند و کره ي ماه را ساختند. اين نظريه با نام “برخورد بزرگ”، حدود ۳۰ سال است که دانشمندان سياره اي را کاملا راضي نگه داشته- البته تنها با يک ايراد. اگرچه اين سناريو با نگاه به اندازه ي ماه و فيزيک مدارش به گرد زمين، منطقي به نظر مي رسد، ولي اگر ترکيب ايزوتوپي ماه و زمين -هم ارز زمين شناسي “اثر انگشت” DNA- را با يکديگر بسنجيم، کار کمي مشکل مي شود. دقيق تر بگوييم، زمين و ماه بيش از اندازه همانند يکديگرند. چشمداشت دانشمندان مدت ها اين بوده که ماه مي بايست “اثر انگشت” ايزوتوپي آن جرم بيگانه را در خود داشته باشد. چون آن جرم که به نام «تـئا» خوانده شده از يک جاي ديگرِ منظومه ي شمسي آمده بوده، پس احتمالا اثر انگشت ايزوتوپي‌اش بسيار با زمين جوان بايد متفاوت باشد. اکنون گروهي از دانشمندان در دانشگاه مريلند (UMD) يک اثر انگشت ايزوتوپي تازه براي ماه به دست آورده اند که مي تواند تکه ي گمشده ي اين جورچين را به ما بدهد. آنان با تمرکز بر يکي از ايزوتوپ هاي تنگستن که هم در ماه و هم در زمين يافته شده، براي نخستين بار مدل پذيرفته شدي پيدايش ماه را با همساني نامنتظره ي اثر انگشت هاي ايزوتوپي ماه و زمين آشتي دادند. يافته هاي آنان نشان مي دهد که برخورد تئا به زمين جوان آنقدر خشن بود که ابرِ پديد آمده از خرده هاي برخورد، پيش از آرام گرفتن و شکل دادن ماه، به طور کامل در هم آميخته شده بود. ريچارد واکر، استاد زمين شناسي در UMD و يکي از نويسندگان اين پژوهش مي گويد: «مشکل اينست که زمين و ماه از ديدگاه اثر انگشت هاي ايزوتوپي بسيار همسانند، که نشان مي دهد هر دو از موادي همسان که در آغاز تاريخ سامانه ي خورشيدي گرد آمده بوده درست شده اند. اين غافلگيرکننده است، زيرا انتظار مي رود آن جرمِ هم-اندازه ي بهرام که ماه را پديد آورد بسيار متفاوت بوده باشد. پس معما اينجاست که زمين و ماه نمي بايست به اين اندازه همسان باشند.» در سال هاي گذشته چندين نظريه ي گوناگون درباره ي دليل همساني ايزوتوپي زمين و ماه ارايه شده: شايد آن برخورد يک ابر غول پيکر خاک و خرده سنگ پديد آورده بوده که کاملا با زمين در آميخته و سپس بعدها فشرده شده و ماه را ساخته است. يا شايد تئا -به گونه اي شانسي- از ديد ايزوتوپي همسان با زمين برخوردار بوده باشد و نظريه ي سوم هم مي گويد شايد ماه از مواد خود زمين پديد آمده بوده نه تئا، گرچه در آن صورت برخورد مي بايست برخوردي بسيار نامعمول بوده باشد. به گفته ي محققان ماه با يک برخورد و عظيم کيهاني شکل گرفته است. واکر و گروهش براي يافتن يک توضيح به سراغ پديده ي شناخته شده و بررسي شده ي ديگري رفتند که در آغاز تاريخ سامانه ي خورشيدي رخ داده بود. شواهد نشان مي دهند که هم زمين و هم ماه پس از برخورد اصلي مواد افزوده اي گرد آورده بودند و زمين بيش از ماه از اين خاک و خرده سنگ ها به دست آورد. اين مواد تازه مقدار فراواني تنگستن داشتند، ولي مقدار به نسبت کمي از آن، يک ايزوتوپ سبک تر به نام تنگستن-۱۸۲ بود. با کنار هم گذاشتن اين دو مدرک، چشمداشت اين خواهد بود که زمين مقداري کمتري تنگستن-۱۸۲ داشته باشد تا ماه. و چنان چه انتظار مي رفت، واکر و گروهش با مقايسه ي سنگ هاي ماه و زمين دريافتند که به راستي هم نسبت تنگستن-۱۸۲ در ماه بيشتر از زمين است. هرچند نکته ي کليدي اينست که چقدر بيشتر؟ واکر مي گويد: «تفاوت کوچک ولي چشمگير ميان ترکيب ايزوتوپ تنگستن ماه و زمين کاملا با مقدار متفاوت موادي که زمين و ماه در آن برخورد به دست آوردند همخواني دارد. اين بدان معناست که درست پس از شکل گيري ماه، ترکيب ايزوتوپي آن دقيقا با گوشته ي زمين يکي بوده است.» اين يافته از اين انديشه پشتيباني مي کند که توده ي مواد پديد آمده در برخورد، که بعدها ماه را تشکيل داد، مي بايست پيش از فشرده و سرد شدن ماه کاملا مخلوط شده باشد. اين مي تواند هم دليل همساني کلي در اثر انگشت هاي ايزوتوپي و هم اندک تفاوت در تنگستن-۱۸۲ را توضيح دهد. اين يافته همچنين اين انديشه ها را هم رد مي کند که ساختار تئا با زمين يکسان بوده، و يا اين که ماه از موادِ زمينِ پيش از برخورد درست شده است. در هر دو مورد، بسيار بعيد است که چنين همبستگي خوبي ميان تنگستن-۱۸۲ و مقدار مواد گرد آمده توسط ماه و زمين پس از برخورد برقرار باشد. جزئيات بيشتر اين پژوهش در پيش-نگارش آنلاينِ روز ۸ آوريل ۲۰۱۵ نشريه ي نيچر منتشر شده است. با کانال تلگرامي آخرين خبر همراه شويد telegram.me/akharinkhabar