لماذا يمتلك عطارد قلبا كبيرا من حديد؟.. السر في الشمس

تناقض دراسة جديدة الفرضية السائدة حول سبب امتلاك عطارد قلبا كبيرا بالنسبة إلى غلافه (الطبقة الواقعة بين قلب الكوكب والقشرة).

ولعقود من الزمان، جادل العلماء بأن الاصطدام مع أجسام أخرى أثناء تكوين نظامنا الشمسي أدى إلى تطاير جزء كبير من الوشاح الصخري لعطارد وترك اللب المعدني الكبير والكثيف بالداخل، لكن بحثًا جديدًا يكشف أن الاصطدامات ليست مسؤولة، وأن مغناطيسية الشمس هي السبب.

وطور ويليام ماكدونو أستاذ الجيولوجيا في جامعة ميريلاند الأمريكية، وتاكاشي يوشيزاكي من جامعة توهوكو اليابانية، نموذجًا يوضح أن الكثافة والكتلة ومحتوى الحديد في قلب كوكب صخري يتأثران ببعده عن المجال المغناطيسي للشمس، ونُشرت الورقة البحثية التي تصف النموذج في 2 يوليو بدورية "بروجريس إن إيرث آند بلانيتري ساينس".

ويقول ماكدونو: "الكواكب الأربعة الداخلية لنظامنا الشمسي -عطارد والزهرة والأرض والمريخ- تتكون من نسب مختلفة من المعدن والصخور، وهناك تدرج ينخفض فيه المحتوى المعدني في اللب عندما تبتعد الكواكب عن الشمس، وتوضح ورقتنا كيف حدث ذلك من خلال إظهار أن توزيع المواد الخام في النظام الشمسي المبكر تم التحكم فيه بواسطة مغناطيسية الشمس".

وطور ماكدونو سابقًا نموذجًا لتكوين الأرض يستخدمه علماء الكواكب بشكل شائع لتحديد تكوين الكواكب الخارجية (تم الاستشهاد بورقته الأساسية حول هذا العمل أكثر من 8000 مرة)

ويُظهر نموذج ماكدونو الجديد أنه خلال التكوين المبكر لنظامنا الشمسي، عندما كانت الشمس الفتية محاطة بسحابة دوامة من الغبار والغاز ، تم سحب حبيبات الحديد نحو المركز بواسطة المجال المغناطيسي للشمس، وعندما بدأت الكواكب في التكون من كتل من هذا الغبار والغاز ، قامت الكواكب القريبة من الشمس بدمج المزيد من الحديد في قلبها أكثر من تلك البعيدة.

ووجد الباحثون أن كثافة ونسبة الحديد في قلب كوكب صخري ترتبط بقوة المجال المغناطيسي حول الشمس أثناء تكوين الكواكب، وتقترح دراستهم الجديدة أن المغناطيسية يجب أن تؤخذ في الاعتبار في المحاولات المستقبلية لوصف تكوين الكواكب الصخرية ، بما في ذلك تلك الموجودة خارج نظامنا الشمسي.

ويعتبر تكوين قلب الكوكب مهمًا لقدرته على دعم الحياة، وعلى الأرض ، على سبيل المثال ، يخلق لب الحديد المنصهر غلافًا مغناطيسيًا يحمي الكوكب من الأشعة الكونية المسببة للسرطان، ويحتوي اللب أيضًا على غالبية الفوسفور الموجود على الكوكب ، وهو عنصر غذائي مهم للحفاظ على الحياة القائمة على الكربون.

وباستخدام النماذج الحالية لتكوين الكواكب، حدد ماكدونو السرعة التي يتم بها سحب الغاز والغبار إلى مركز نظامنا الشمسي أثناء تكوينه، ولقد أخذ في الحسبان المجال المغناطيسي الذي كان من الممكن أن تولده الشمس عندما تنفجر وحساب كيف يمكن لهذا المجال المغناطيسي أن يسحب الحديد عبر سحابة الغبار والغاز.

وعندما بدأ النظام الشمسي المبكر يبرد، بدأ الغبار والغاز الذي لم ينجذب إلى الشمس في التكتل معًا، وقد تتعرض الكتل الأقرب للشمس إلى مجال مغناطيسي أقوى، وبالتالي ستحتوي على حديد أكثر من تلك البعيدة عن الشمس، ومع اندماج الكتل وتبريدها لتصبح كواكب دوارة، تسحب قوى الجاذبية الحديد إلى قلبها.

عندما أدرج ماكدونو هذا النموذج في حسابات تكوين الكواكب، كشف عن تدرج في محتوى المعادن وكثافتها يتوافق تمامًا مع ما يعرفه العلماء عن الكواكب في نظامنا الشمسي، حيث يحتوي عطارد على قلب معدني يشكل حوالي ثلاثة أرباع كتلته، و لا يمثل نواة الأرض والزهرة سوى ثلث كتلتهما، والمريخ، الأبعد من الكواكب الصخرية، له قلب صغير لا يزيد حجمه عن ربع كتلته.