كيف تكونت كواكب النظام الشمسي؟

معا - ما يزال علماء الفلك غير متأكدين من كيفية بداية حياة الكواكب. ففي البداية، تكون الأنظمة النجمية مجرد سحب من الغاز والغبار تدور حول نجم حديث الولادة، لتتجمع وتشكل بذور الكواكب.

وعلى مدى ملايين السنين، تندمج تريليونات من تلك البذور، لتصبح أكبر حجما وتجذب محيطها. وفي مرحلة حرجة من تطور النظام، تدور حول النجم آلاف - وربما ملايين - من الكواكب المصغرة، لا يزيد حجم كل منها عن بضع مئات من الكيلومترات.

ويجب أن تتصادم تلك الكواكب المصغرة وتندمج لتكوّن الكواكب الأولية في النهاية، لكن ما سيحدث بعد ذلك هو موضوع نقاش ساخن بين علماء الفلك، كما تمت مناقشته في مقالة مراجعة حديثة تلخص فهمنا الحالي لدور التأثيرات العملاقة في تكوين الكواكب.

تشهد الكواكب التأثيرات والاصطدامات طوال الوقت، حتى يومنا هذا. ولكن معظمها صغيرة نسبيا؛ قد تحمل الكثير من الطاقة، لكنها في النهاية لا تترك سوى حفرة.

وعلى النقيض من ذلك، فإن التأثيرات العملاقة، على الرغم من أنها أكثر ندرة، إلا أنها أكثر نشاطا وتحدث فقط عندما يصطدم كوكبان متساويان في الكتلة تقريبا. ويمكن لهذه التأثيرات الهائلة أن تعيد تشكيل الكوكب بالكامل، وتغير مسار تكوينه، بل وتؤثر أيضا على قابليته للحياة.

وعلى سبيل المثال، يعتقد العديد من علماء الفلك أن اصطداما عملاقا شكّل قمر الأرض، عندما اصطدم جسم بحجم المريخ بالأرض الأولية. وبخر الاصطدام جزءا كبيرا من قشرة كوكبنا، وأرسله إلى المدار، حيث اندمج في النهاية.

وبدون هذا الاصطدام العملاق، من المحتمل ألا يكون لدينا مثل هذا القمر الكبير، والذي أثبت أنه مفيد جدا لتطور الحياة على كوكبنا، حيث يحافظ القمر على الميل المحوري للأرض ثابتا على مدى مليارات السنين.

ومن المرجح أن عطارد بدأ كعالم أكبر بكثير، أي ضعف حجمه الحالي تقريبا. لكن الاصطدام بجسم له كتلة الأرض دمر عباءته، وبخرها تماما. ثم اندمجت نواة الكوكبين الأوليين، ما أعطى عطارد نواة أكبر بكثير مما ينبغي أن يكون بالنسبة لحجم الكوكب.

ويتميز الكوكب الخارجي أورانوس بميل شديد، وتدور أقماره حول الكوكب بشكل عمودي على مستوى النظام الشمسي. ويتعلق أحد التفسيرات المحتملة لهذا السيناريو بالاصطدام العملاق، حيث اصطدم جسم كتلته ضعفي أو ثلاثة أضعاف كتلة الأرض بأورانوس، ما دفعه إلى جانبه وأرسل سحابة من الحطام إلى مدار حوله، حيث استقر هذا الحطام في النهاية في مجموعة أقمار الكوكب.

وفي حين أن أبسط نماذج التأثيرات تفترض أن الجسم المصطدم يتراكم على الجسم الأصلي، فقد حدد الباحثون أيضا العديد من سيناريوهات التأثير الأكثر تعقيدا. وحدث الاصطدام الأكثر شيوعا هو "الكر والفر"، حيث يضرب الجسم الكوكب بضربة خاطفة، ما يؤدي إلى تمزيق بعض المواد ولكنه ينجو من الاصطدام.

ولكن بمجرد اصطدام كوكبين مرة واحدة، تتغير مداراتهما إلى الأبد، ومن المرجح أن يضربا بعضها البعض مرة أخرى. ويمكن لسلسلة من حوادث الكر والفر أن تسمح للكوكب بزيادة كتلة غلافه بشكل كبير عن طريق تجريد الطبقات الخارجية من الجسم المصطدم على مدار ملايين السنين.

وفي النهاية، بدون آلة الزمن، لن نتمكن أبدا من استعادة التاريخ الدقيق لتكوين نظامنا الشمسي، لذلك لن نكون متأكدين تماما من الدور الذي لعبته التأثيرات العملاقة في تطور كواكبنا المألوفة. ولكن كلما تعلمنا أكثر عن التأثيرات العملاقة وأهميتها، كلما تمكنا من فهم النتائج المحتملة للتنوع الكوكبي بشكل أفضل.