درون منظومه شمسی اجرام کوچیکی به نام سیارک‌‌ وجود دارد که برخلاف تغییرات سایر اجرام، از زمان تشکیل تا به امروز تغییری نکرده و می‌توانند رازهای درون این منظومه را فاش کنند.
 
تشکیل منظومه شمسی، از ۴٫۶ میلیارد سال پیش و با رمبش گرانشی بخش کوچکی از ابرهای مولکولی آغاز شد. بیشتر حجم سقوط‌کرده در مرکز جمع شد و خورشید را شکل داد، بقیهٔ آن در دیسک پیش‌سیاره‌ای پخش شد، و سیاره‌ها، قمرها، سیارک‌ها و سایر اجرام کوچک منظومهٔ خورشیدی را به‌وجود آورد. با وجود این اجرام، شکی نیست که منظومه شمسی مکانی پر هرج و مرج است. این هرج و مرج به این دلیل به‌وجود می‌آید که سنگ‌ها، شهاب‌سنگ ها و سیاره‌های کوچک موجود در فضا، به طور مکرر با یکدیگر برخورد می‌کنند.

طبق مطالعات جدید، که بر اساس نحوه و زمان برخورد قطعات سیارک‌ها به زمین صورت گرفته‌، یک جدول زمانی برای زمان وقوع برخی از این هرج و مرج‌ها ارائه شده است. سیارک‌ها اجسام نامنظمی هستند و بر گرد خورشید حرکت می‌کنند. میلیون‌ها سیارک در منظومه شمسی ما وجود دارند.

ستاره‌شناسان معتقداند، سیارک‌ها از زمان شکل‌گیری اولیه منظومه شمسی در میلیاردها سال پیش اساساً بدون تغییر باقی مانده‌اند. آن‌ها مانند کپسول‌های زمان‌اند که حاوی سرنخ‌های علمی از دوران آغازین منظومه شمسی هستند. دلیل عدم تغییر این سیارک‌ها این است که آن‌ها گوشته‌هایی دارند که از  هسته و فضای داخلی‌شان در برابر هوازدگی فضا محافظت می‌کند.

نکته اینجاست که همه سیارک‌های منظومه شمسی مانند روز اول بدون تغییر باقی نمانده‌اند. با گذشت زمان، برخورد سیارک‌ها با سایر اجرام کیهانی سبب شد گوشته‌های عایق از سطح سیارک‌ها جدا شوند و هسته‌های سیارک‌ها بدون حفاظ بمانند. این هسته‌های بدون حفاظ در اثر برخورد‌ با اجرام تکه‌تکه شده و برخی از آن تکه‌ها نیز به زمین افتاد. آن‌ها مانند صخره‌هایی بزرگ بودند که از فضا سقوط کرده و توجه مردم را به خود جلب می‌کردند. در برخی موارد نیز این قطعات پرتاب شده از سیارک‌ها، منابع ارزشمندی برای مطالعات علمی محسوب می‌شدند. این قطعات کوچک از سیارک‌ها که در حالی که می‌سوزند وارد جو زمین می‌شوند، شهاب سنگ نام دارند.

پادشاه تات با خنجر ساخته شده از یک شهاب سنگ آهنی کشته شد و مردم اینوئیت در گرینلند، برای قرن‌ها از شهاب‌سنگ‌های آهنی ابزارهای محکم کشاورزی و جنگی می‌ساختند.

دانشمندان، به دلیل اطلاعاتی که می‌شود از طریق شهاب‌سنگ‌ها در مورد منظومه شمسی به‌دست آورد، علاقه شدیدی به آن‌ها نشان می‌دهند. پژوهشگران طی مطالعه‌ای جدید، ایزوتوپ های پالادیوم، نقره و پلاتین درون یک شهاب‌سنگ‌ آهنی را بررسی کردند. با اندازه‌گیری مقادیر این ایزوتوپ‌ها، دانشمندان می‌توانند زمان‌بندی برخی رویدادها در منظومه شمسی را پیش‌بینی کنند.


به‌تازگی، مقاله «دلیل پراکندگی سحابی خورشیدی» در Nature Astronomy منتشر شده است . نویسنده اصلی این مقاله، «آلیسون هانت» از زوریخ و مرکز ملی تحقیقات سیاری‌ای است. هانت در مصاحبه‌ای گفت: «مطالعات علمی قبلی نشان داد که سیارک‌های منظومه شمسی از زمان شکل‌گیری، نسبتاً بدون تغییر باقی مانده‌اند. بنابراین، آ‌ن‌ها مانند آرشیوی هستند که همه جزئیات نحوه تشکیل و گسترش منظومه شمسی را در خود نگهداری می‌کنند.»

مصریان باستان و اینوئیت‌ها چیزی در مورد عناصر، ایزوتوپ‌ها و زنجیره‌های فروپاشی درون شهاب‌سنگ‌ها نمی‌دانستند و فقط به عنوان منبع ساخت ابزار بادوام از آن‌ها استفاده می‌کردند. اما امروزه ما درک می‌کنیم که چگونه عناصر مختلف در زنجیره به عناصر دیگر تجزیه می‌شوند و می‌دانیم که این فرآیند چقدر طول می‌کشد. یکی از زنجیره‌های فروپاشی به‌عنوان اصلی‌ترین زنجیره در قلب این اجرام کیهانی قرار دارد: زنجیره عنصر نقره. این زنجیره نیمه عمری در حدود ۶.۵ میلیون سال دارد و برای تشخیص حضور هسته‌های کوتاه مدت از منظومه شمسی در دوران آغازین استفاده می‌شود.

محققان، نمونه‌هایی از ۱۸ شهاب‌سنگ آهنی مختلف را که زمانی بخشی از هسته های آهنی سیارک ها بودند، جمع‌آوری کردند. سپس پالادیوم، نقره و پلاتین موجود در آن‌ها را جداسازی کرده و از طیف سنج جرمی برای اندازه گیری غلظت ایزوتوپ‌های مختلف این سه عنصر استفاده کردند. طی این جداسازی، ایزوتوپ خاصی از نقره یافت شد که بسیار ارزشمند است.

در طول چند میلیون سال اول تشکیل منظومه شمسی، ایزوتوپ‌های رادیواکتیو که در حال فروپاشی بودند، هسته‌های فلزی سیارک‌ها را گرم می‌کردند. با سرد شدن و تجزیه بیشتر ایزوتوپ‌ها، ایزوتوپ نقره (۱۰۷Ag)، در هسته‌ سیارک‌ها تشکیل شد. محققان نسبت ایزوتوپ نقره را به دیگر ایزوتوپ‌ها اندازه‌گیری کرده و تعیین کردند که هسته‌ سیارک‌ها با چه سرعتی و چه زمانی سرد می‌شوند. این اولین بار نیست که محققان در مورد سیارک‌ها و ایزوتوپ‌های درون هسته آن‌ها، به این روش اطلاعات جمع‌آوری می‌کنند. اما تفاوت این است که در مطالعات قبلی اثرات پرتوهای کیهانی کهکشانی (GCRs) بر نسبت ایزوتوپ‌ها را در نظر نگرفتند. پرتوهای کیهانی می‌توانند فرآیند جذب نوترون را در طول واپاشی مختل کرده و مقدار ایزوتوپ‌های نقره و پلاتین را کاهش دهند.

هانت در گزارشی گفت: «اندازه‌گیری دقیق تعداد ایزوتوپ‌های پلاتین و نقره به ما این امکان را داد که بتوانیم تاثیرات تابش‌ها و پرتوهای کیهانی بر روی ایزوتوپ ها را بسنجیم. بنابراین با این اطلاعات، ما اکنون می‌توانیم زمان‌بندی برخوردهای کیهانی را دقیق‌تر از همیشه تعیین کنیم.» او ادامه داد: «در کمال تعجب، تمام هسته‌های سیارکی که برای رسیدن به این نتیجه‌گیری بررسی کردیم، تقریباً به طور همزمان در بازه زمانی ۷.۸ تا ۱۱.۷ میلیون سال پس از شکل‌گیری منظومه شمسی، تشکیل شده‌اند.»

طی این بازه زمانی ( ۷.۸ تا ۱۱.۷ میلیون سال)، تعدادی از سیارک‌ها با برخورد با اجرام دیگر، گوشته‌های عایق خود را از دست دادند. بدون پوشش‌های عایق، هسته‌ها بدون محافظ باقی ماندند و دمای درون آن‌ها کاهش پیدا کرد. مطالعات دیگر نشان دادند، فرایند کاهش دما و خنک‌سازی هسته‌ها سریع بوده است، اما سرعت انجام این فرآیند هنوز مشخص نیست. همین خنک‌سازی و عدم وجود عایق سبب شد بسیاری از ایزوتوپ‌ها درون هسته این سیارک‌ها تشکیل شوند. برای اینکه سیارک‌ها نسبت ایزوتوپی را داشته باشند، منظومه شمسی باید مکانی بسیار پر هرج و مرج و با دوره‌ای از برخوردهای مکرر باشد که گوشته‌ها از سیارک‌ها جدا شوند.

هانت می‌گوید: «در واقع این هرج و مرج‌ها و آشفتگی‌ها بودند که باعث تشکیل ایزوتوپ‌ها شدند، اما چرا؟ ما واقعا می‌خواهیم دلیل آن حجم از برخوردهای پراکنده در منظومه شمسی را در زمان‌های آغازین بدانیم. چگونه ممکن است چنین برخوردهای آشفته‌ای بدون دلیل رخ دهند؟»

طبق بررسی‌های صورت گرفته، ۲ احتمال قوی وجود دارد که دلیل هرج و مرج‌های کیهانی در آن زمان را توضیح می‌دهد. اولین احتمال مربوط به حرکت سیارات غول پیکر در منظومه شمسی است. این سناریو مدل Nice نام دارد. طبق این نظریه، اگر در آن زمان این سیارات در مدار‌های خود ثابت نبودند و توانایی حرکت داشتند، می‌توانستند به‌سادگی باعث ناپایداری سایر اجرام در منظومه شمسی شوند و اجرام کوچکی مانند سیارک‌ها را وادار به برخورد با سایر سنگ‌های فضایی کنند.

احتمال دوم مربوط به نیروی کشش و تراکم گاز در سحابی خورشیدی است. زمانی که خورشید یک پیش‌ستاره بود، مانند سایر ستارگان توسط ابری از گاز و غبار به نام سحابی خورشیدی احاطه شده بود. این سحابی حاوی سیارک‌هایی بود و سیارات نیز در نهایت در آنجا تشکیل می‌شدند.

این سحابی خورشیدی با گذشت میلیون‌ها سال دچار تغییراتی شد. در ابتدا، گاز درون آن متراکم بود و با ابن تراکم حرکت اجرامی مانند سیارک‌ها را با کشش گاز کاهش می‌داد. اما خورشید با حرکت خود، باد و تابش بیشتری تولید کرد. سحابی خورشیدی هنوز درجای خود ثابت بود، ولی باد و تشعشعات خورشیدی به آن فشار آورده و آن را پراکنده کردند. با پراکنده شدن، چگالی آن کمتر شد و کشش آن روی اجرام نیز کاهش یافت. بدون اثر کشش گاز متراکم، سیارک‌ها شتاب گرفته و با یکدیگر برخورد کردند. به گفته هانت و همکارانش، دلیل اصلی این اتفاق کاهش فشار گاز است.

ماریا شونباخلر، یکی از پژوهشگران این تحقیق، در این‌باره گفت: « نظریه کشش گاز در سحابی خورشیدی به خوبی نشان داد که تشکیل منظومه شمسی اساساً ناشی از پراکندگی سحابی خورشیدی است. این سحابی خورشیدی، گازیست که از ابَر کهکشانی که خورشید از آن متولد شده، باقی مانده است. این سحابی، برای چند میلیون سال به دور خورشید می‌چرخید ​​تا اینکه توسط بادها و تشعشعات خورشیدی منفجر شد.» او ادامه داد: «نتیجه تحقیقات ما نشان دهنده این است که چگونه پیشرفت‌ در تکنیک‌های اندازه‌گیری ایزوتوپ‌ها، به ما این امکان را می‌دهد که فرآیندهای کلیدی که در دوران آغازین منظومه شمسی رخ داده است را استنباط کنیم (مانند برآورد کردن زمان احتمالی که سحابی خورشیدی از بین رفته است). طبق اطلاعات به‌دست آمده، فهمیدیم که در آن زمان سیاراتی مانند زمین هنوز در مرحله تولد بودند. در نهایت، این می تواند به ما کمک کند تا درک بهتری از نحوه تولد سیارات داشته باشیم. همچنین کسب اطلاعات در این موارد، می‌تواند به ما بینشی در مورد منظومه‌های خارج از منظومه شمسی بدهد.»