سیاره مشتری احتمالا در مراحل اولیه شبیه به کلوچه پف‌کرده بود

اخترشناسان تاکنون هزاران سیاره را در خارج از منظومه شمسی کشف کرده‌اند، با این حال، توضیحی برای چگونگی شکل‌گیری این سیاره‌ها ارائه نشده است.

دانشمندان در این بررسی جدید برای مدل‌سازی شکل‌گیری سیاره‌ها، بر اساس این نظریه که «سیاره‌های جوان یا پیش‌سیاره‌ها، در بازه‌های زمانی کوتاهی، پس از فروپاشی قرص‌های چرخان بزرگ گازی دور ستاره‌های جوان شکل می‌گیرند»، از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای استفاده کردند.

این پژوهش نشان داد که پیش‌سیاره‌ها به احتمال زیاد، ساختارهای مسطحی به نام اسفروئیدهای کره‌مانند پَخت یا به‌اصطلاح پهن شده در قطبین – شبیه به شکل آب‌نبات‌های «اسمارتیز» یا «ام‌اند‌ام» (M&M)- دارند.

دیمیتریس استاماتلوس، از نویسندگان این مقاله، گفت: «مدت‌ها است که در حال بررسی شکل‌گیری سیاره‌ها بوده‌ایم، اما پیش از این هیچگاه فکر نکرده بودیم که شکل سیاره‌ها را در شبیه‌سازی‌ها بررسی کنیم. همواره بنا را بر این می‌گذاشتیم که کروی بوده‌‌اند.»

دکتر استاماتلوس گفت: «بسیار متعجب شدیم که مشخص شد اسفروئیدهای پَخت و تقریبا شبیه به اسمارتیزند.»

در این تحقیق، اخترشناسان ویژگی‌های سیاره‌ها را تعیین کردند، آن‌ها را با مشاهدات معلوم و شناخته‌شده مقایسه، و سازوکار  تشکیل سیاره‌های غول‌پیکر گازی مانند مشتری و زحل را بررسی کردند.

آنان در این روند شکل سیاره‌های جوان و چگونگی رشد احتمالی آن‌ها را برای تبدیل شدن به غول‌های گازی بزرگ بررسی کردند.

این پژوهش همچنین ویژگی‌های تشکیل سیاره‌ها را در شرایط مختلفی مانند دما و چگالی متفاوت گاز بررسی کرد.

تاکنون، محققان این نظریه را مطرح کرده‌اند که سیارات، از طریق یکی از دو فرایند تشکیل می‌شوند.

یکی از آن‌ها، فرایندی است به نام «برافزایش هسته» است که رشد تدریجی ذرات غبار است که به یکدیگر می‌چسبند و در مقیاس‌های زمانی طولانی، اجسام بزرگ‌تر و بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند.

سیاره‌ها همچنین ممکن است در بازه‌های زمانی کوتاه، مستقیما با فروپاشی قرص‌های چرخان بزرگ مواد پیرامون ستارگان جوان در اثر فرایندی به نام «نظریه ناپایداری قرص» تشکیل شوند.

نظریه دوم جذاب بوده است، زیرا توضیح می‌دهد که چگونه سیارات بزرگ می‌توانند در فواصل زیاد از ستاره میزبان خود، خیلی سریع شکل بگیرند.

دانشمندان امیدوارند مشاهدات آتی از سیاره‌های بزرگ در حال شکل‌گیری، بتواند نظریه چگونگی شکل‌گیری این سیارات را تایید کند.

محققان همچنین در بررسی کنونی دریافتند که سیاره‌های جدید، هنگامی که مواد تشکیل‌دهنده روی آن‌ها سقوط می‌کند، عمدتا از قطب‌هایشان رشد می‌کنند؛ نه از استوا.

دانشمندان نوشتند: «اکثریت بزرگی از پیش‌سیاره‌هایی که در شبیه‌سازی‌ها تشکیل می‌شوند، اسفروئیدهای پَخت‌اند، نه کروی، و از قسمت قطب‌های خود سریع‌تر رشد می‌‌کنند.»

این یافته همچنین می‌تواند به اخترشناسان کمک کندتا دریابند که هنگام رصد سیارات در حال شکل‌گیری، چه زاویه دیدی را باید با تلسکوپ‌های خود بگیرند.