تشير أقمار المشتري وأورانوس إلى الكوكب “المفقود”

ويعتقد أنه بعد التكوين كانت العوالم العملاقة أقرب إلى بعضها البعض. ثم حدث ما يسمى بالفوضى “الكوكبية” – عصر عدم الاستقرار أو النموذج الجميل. وخلالها، غيرت مدارات كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، واقتربت من بعضها البعض، بل وطردت عوالم جليدية إضافية بحجم أورانوس من النظام. تشرح مناورات الجاذبية هذه جيدًا البنية الحديثة لأطراف النظام الشمسي وأصل الأجسام الصغيرة. ومع ذلك، ظل السؤال مفتوحا: كيف نجت الأقمار الصناعية العادية للكواكب من هذه الفوضى؟ قام مؤلفو دراسة جديدة، نشرت في مجلة إيكاروس، بمحاكاة 122 سيناريو محتمل لتطور النظام الشمسي الخارجي وتتبع مصير أقمار كوكب المشتري وأورانوس خلال لقاءات الكواكب. في المجموع، أجرى العلماء ما يقرب من ألف ونصف عملية محاكاة كاملة على أجهزة الكمبيوتر العملاقة.

اتضح أنه في معظم السيناريوهات، كانت صدمات الجاذبية قوية جدًا لدرجة أن الأقمار اصطدمت ببعضها البعض، أو تم رميها في مدارات غير مستقرة، أو سقوطها على الكوكب. تبين أن نظام أورانوس معرض للخطر بشكل خاص: إذا اقترب كوكب آخر منه بمقدار 0.02 وحدة فلكية – حوالي ثلاثة ملايين كيلومتر، وهو ما يقترب تقريبًا بالمعايير الكونية – كان تدمير نظام الأقمار الصناعية أمرًا لا مفر منه تقريبًا. لم تكن الرحلات الجوية الفردية فقط هي التي كانت خطيرة. وحتى سلسلة من الاقترابات المعتدلة “هزت” مدارات الأقمار تدريجياً حتى بدأت بالتقاطع. في النماذج، غالبًا ما تشهد أقمار أورانوس سلسلة من الاصطدامات المماثلة. بالنسبة لكوكب المشتري كان الوضع أفضل قليلاً. تبين أن أقمارها الجليلية الشهيرة – آيو، وأوروبا، وجانيميد، وكاليستو – أكثر استقرارًا بسبب الجاذبية القوية لعملاق الغاز. صحيح أنهم غالبًا ما فقدوا تكوينهم المداري المعقد – رنين لابلاس.

وكانت النتائج مثيرة للاهتمام بشكل خاص بالنسبة لميراندا، وهو القمر الصناعي الكبير الأكثر غرابة لأورانوس. لقد حير هذا القمر الجليدي الصغير علماء الفلك لفترة طويلة بسطحه الغريب وتكوينه غير العادي. واقترح الباحثون أنه خلال حقبة عدم الاستقرار، كان من الممكن أن يكون ميراندا قد اصطدم بشكل متكرر بالأقمار المجاورة، مما أدى إلى فقدان بعض المواد الصخرية واحتفاظه بالجليد في الغالب. أي أن ظهوره قد يكون نتيجة لسلسلة قديمة من الكوارث الكونية. كما أخذ علماء الفلك في الاعتبار السيناريوهات التي قد لا يحتوي فيها النظام الشمسي المبكر على أربعة، بل خمسة أو حتى ستة كواكب عملاقة. في بعض النماذج، تم قذف هذه العوالم الجليدية “المفقودة” إلى الفضاء بين النجوم. يعتمد عددهم على مدى تدمير الاصطدامات للأقمار. اتضح أن احتمال نجاة أقمار أورانوس من عصر عدم الاستقرار الكوكبي دون حدوث اضطرابات خطيرة هو احتمال ضئيل للغاية. ربما تشكلت أقمار أورانوس الحديثة بعد إعادة هيكلة واسعة النطاق لنظام الأقمار الصناعية القديم، أو شهدت سلسلة من الاصطدامات الكبيرة التي غيرت مظهرها بشكل جذري.