راز چگونگی شکل‌گیری «آدم‌برفی‌ها» در فضا کشف شد

باشگاه خبرنگاران جوان - محققان دانشگاه ایالتی میشیگان برای اولین بار مکانیسم طبیعی که تشکیل اجرام یخی به شکل «آدم‌برفی‌ها» را در مناطق بیرونی منظومه شمسی توضیح می‌دهد، آشکار کردند.

تیم علمی این کشف را از طریق یک شبیه‌سازی کامپیوتری انجام داد که این شکل منحصر‌به‌فرد را از طریق فروپاشی گرانشی بازتولید می‌کند.

این اجرام عجیب چه هستند؟

در دوردست‌های منظومه شمسی، فراتر از نپتون، منطقه‌ای به نام کمربند کویپر قرار دارد. در آنجا، اجرام یخی باستانی شناور هستند و از زمان تولد منظومه شمسی میلیارد‌ها سال پیش بدون تغییر باقی مانده‌اند. دانشمندان آنها را «سیاره‌های کوچک» می‌نامند.

جالب اینجاست که از هر ده مورد از این اجرام، یکی شکل منحصر به فردی دارد: دو کره به هم پیوسته، درست مانند یک آدم‌برفی. سوالی که دانشمندان را گیج کرده بود این بود: چگونه آنها بدون هیچ گونه دخالت خارجی به این شکل شکل گرفته‌اند؟

این جایی است که جکسون بارنز، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه ایالتی میشیگان، وارد می‌شود. بارنز از ابررایانه‌ها برای ایجاد یک شبیه‌سازی دقیق از آنچه میلیارد‌ها سال پیش اتفاق افتاده است، استفاده کرد. مدل‌های قدیمی‌تر فرض می‌کردند که وقتی اجرام با هم برخورد می‌کنند، ذوب شده و به یک کره واحد تبدیل می‌شوند، که شکل «آدم برفی» را توضیح نمی‌دهد. اما شبیه‌سازی بارنز متفاوت بود؛ این شبیه‌سازی به اجرام اجازه می‌داد تا استحکام خود را حفظ کرده و بدون ادغام کامل، از یکدیگر پشتیبانی کنند.

برای اولین بار، دانشمندان توانستند ببینند که چگونه این اجرام می‌توانند به طور طبیعی شکل بگیرند. در مراحل اولیه شکل‌گیری کهکشان راه شیری، همه چیز یک ابر عظیم از گرد و غبار و گاز بود. به دلیل گرانش، این مواد شروع به جمع شدن کردند و توده‌های بزرگتری را تشکیل دادند.

به طرز شگفت‌آوری، این فرآیند همیشه هموار نبود. گاهی اوقات، هنگام چرخش ابر، ناگهان در خود فرو می‌ریخت و توده حاصل را به دو قطعه جداگانه که به دور یکدیگر می‌چرخیدند، پاره می‌کرد.

این دو قطعه به چرخش در یک مدار مارپیچی تنگ ادامه دادند و به آرامی به یکدیگر نزدیک شدند تا اینکه به آرامی به هم برخورد کردند. وقتی به هم برخورد کردند، در کنار هم باقی ماندند و شکل کروی خود را حفظ کردند؛ و بنابراین، بدون هیچ گونه مداخله خارجی، شکل «آدم برفی» متولد شد.

این پدیده به هیچ وجه غیرمعمول نیست. پروفسور ست جاکوبسون، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، می‌گوید: «اگر ۱۰ ٪ از این اجرام به شکل آدم برفی باشند، پس فرآیندی که آنها را تشکیل داده است نمی‌تواند استثنایی باشد. فروپاشی گرانشی کاملاً با آنچه در فضا می‌بینیم سازگار است.»

در ژانویه ۲۰۱۹، فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا اولین تصاویر نزدیک از این اجرام را ثبت کرد. این تصویر بسیار مهم بود و دانشمندان را بر آن داشت تا درک خود از این پدیده را دوباره بررسی کنند. با بررسی دقیق‌تر کمربند کویپر، آنها کشف کردند که تقریباً ۱۰ ٪ از اجرام موجود در آنجا در واقع دوتایی‌های تماسی به شکل آدم برفی هستند.

به لطف شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشرفته و تصاویر فضاپیما، دانشمندان سرانجام یک راز چند دهه‌ای را حل کردند. اجرام یخی که «آدم برفی‌ها» را در مناطق بیرونی منظومه شمسی تشکیل داده‌اند، در اثر برخورد‌های شدید یا پدیده‌های خارق‌العاده ایجاد نشده‌اند. در عوض، آنها به روشی ساده و زیبا شکل گرفتند: جاذبه، گرد و غبار را جمع کرد، جرم به دو قسمت تقسیم شد و دو نیمه به آرامی به هم نزدیک شدند تا اینکه به آرامی یکدیگر را لمس کردند و بدین ترتیب، "آدم برفی‌ها" در فضا متولد شدند.

منبع: scitechdaily