دواین براون ـ بر اساس بررسی‌های اخیر پژوهش‌گرانِ ناسا بر نمونه‌گیری‌های صورت‌پذیرفته توسط کاوشگر «جنسیس»، از ذرات سازنده‌ی «باد خورشیدی» در سال ۲۰۰۴؛ احتمالاً نحوه‌ی پیدایش خورشید و سیاراتِ درونی ِ منظومه‌ی شمسی، به‌رغم تصورات پیشین ِ ستاره‌شناسان، با هم متفاوت بوده است. این داده‌ها، نشان از اختلافاتی در فراوانی ِ عناصر اکسیژن و نیتروژن می‌دهد؛ که فراوان‌ترین عناصر سازنده‌ی منظومه‌ی شمسیمان به‌شمار می‌روند (البته پس از هیدروژن و هلیوم که منحصر به ساختار خورشید می‌شوند). هرچند اختلافاتِ دیده‌شده فوق‌العاده اندک است، اما برای کمک به تعیین نحوه‌ی شکل‌گیریِ منظومه‌ی شمسیمان، کافی‌ست.
«کوین مک‌کیگان» (Kevin McKeegan)، از دانشمندان ارشد کاوشگر جنسیس، از دانشگاه کالیفرنیا-لوس‌آنجلس و سرپرست نویسندگان یکی از دو مقاله‌ای که همین هفته در نشریه‌ی علمی ِ Science انتشار یافت، در این‌باره می‌گوید: «ما متوجه شده‌ایم که زمین، ماه و همچنین شهابسنگ‌های مریخی و معمولی که به سیارک‌ها مربوط می‌شوند؛ میزبان مقادیر نسبتاً کمتری از ایزوتوپ اکسیژن-۱۶ نسبت به خورشید هستند و این نشان می‌دهد که ما، از همان مواد سازنده‌ی ابرهای نخستینی که که خورشیدمان را ساخته، تشکیل نگشته‌ایم؛ اما چگونه و چرایش را نمی‌دانیم».
هوای سیاره‌ی ما، شامل سه دسته از اتم‌های اکسیژن می‌شود که وجه تمایزشان، همان تعداد نوترون‌های سازنده‌ی هسته‌شان است (که اصطلاحاً به هرکدامشان، یک «ایزوتوپ» از عنصر اکسیژن می‌گویند). قریب به ۱۰۰درصدِ اتم‌های اکسیژنِ موجود در منظومه‌ی شمسی ِ ما را ایزوتوپ اکسیژن-۱۶ شکل داده؛ ولی مقادیر فوق‌العاده اندکی از ایزوتوپ‌های نامتعارف‌تری نظیر اکسیژن-۱۷ و ۱۸ هم در آن به‌چشم می‌خورد. پژوهش‌گرانی که بر اتم‌های اکسیژنِ به‌دام‌افتاده در نمونه‌برداری‌های جنسیس تحقیق می‌کنند؛ متوجه فراونی ِ بیشتر ِ اتم‌های اکسیژن-۱۶ در خورشید، نسبت به زمین و سایر سیارات زمین‌مانندِ منظومه‌مان (از قبیل عطارد، زهره و مریخ) شده‌اند.
مقاله‌ی دوم، مربوط به اختلافات مشابه موجود در فراوانی ِ ایزوتوپ‌های نیتروژنِ موجود در ساختار خورشید و سیارات زمین‌مانند است. نیتروژن هم مثل اکسیژن، ایزوتوپ خاصی موسوم به نیتروژن-۱۴ دارد که تقریباً ۱۰۰درصدِ اتم‌های پراکنده از این عنصر در منظومه‌ی شمسی را به خود اختصاص داده؛ ولی مقادیر ناچیزی از ایزوتوپ نیتروژن-۱۵ هم کم‌وبیش در آن دیده می‌شود. پژوهش‌گرانی که بر همان نمونه‌های جنسیس؛ این‌بار با هدف قیاس نسبت‌های عنصر نیتروژن تحقیق می‌کردند، دریافتند که نسبت فراوانی ِ نیتروژن-۱۴ موجود در خورشید و مشتری، در مقایسه با جو زمین، اندکی بیشتر است؛ حال‌آنکه فراوانی ِ ایزوتوپ نیتروژن-۱۵ موجود در آن‌ها، ۴۰درصد از جو زمین کمتر است. ظاهراً ساختار خورشید و مشتری، مشابه است؛ اما زمین و سایر سیاراتِ زمین‌مانندِ منظومه، از حیث نسبت فراوانی ِ ایزوتوپ‌های اکسیژن و نیتروژن؛ با آن‌ها متفاوتند.
«برنارد مارتی» (Bernard Marty)، از دیگر دانشمندان ارشد جنسیس، وابسته به «مرکز پژوهش‌های سنگی-ژئوشیمیایی» فرانسه و سرپرست نویسندگان مقاله‌ی دوم، می‌گوید: «این یافته‌ها نشان از این می‌دهند که [ساختار] تمامی ِ اجرام منظومه‌ی شمسی، شامل سیارات سنگی، شهابسنگ‌ها و دنباله‌دار‌ها، در قیاس با ترکیبات اولیه‌ی ابری که منظومه‌ی شمسی از آن شکل یافته، نامتعارف است. درک دلیل این ناهماهنگی، بر دورنمای [دانسته‌هایمان از نحوه‌ی] شکل‌گیریِ منظومه‌ی شمسی، مؤثر خواهد افتاد».
داده‌های خام این دو پژوهش، از تجزیه و تحلیل نمونه‌گیری‌های کاوشگر جنسیس از ذرات سازنده‌ی باد خورشیدی؛ یا به عبارت بهتر، همان مواد خروجی از قشر بیرونی ِ خورشید، به دست آمده است. این ذرات را می‌توان فسیل‌های سرگردانِ پراکنده در منظومه‌ی شمسیمان پنداشت؛ چراکه شواهد فزاینده‌ی علمی حاکی از این واقعیت است که قشر بیرونی ِ خورشید، در طول چند میلیارد سال گذشته، تغییر چندانی نکرده است. «دان برنت» (Don Burnett)؛ دانشمند ارشد جنسیس، از مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (کلتک) در این‌باره می‌گوید: «خورشید، میزبان بالغ بر ۹۹درصد از مواد سازنده‌ی منظومه‌ی شمسی ِ ماست؛ پس خوب است که بهتر آن را بشناسیم. با وجود اینکه دشوار‌تر از انتظاراتمان ظاهر شد، اما ما به برخی از سؤالات بنیادین [منظومه‌ی شمسیمان] پاسخ گفتیم و البته مثل همه‌ی مأموریت‌های موفقیت‌آمیز ِ فضایی، پرسش‌های فراوان‌تری را هم مطرح کردیم».
کاوشگر جنسیس، در ماه آگوست سال ۲۰۰۰ به فضا پرتاب شد و در نقطه‌ی اول لاگرانژی مدار زمین، با فاصله‌ای در حدود ۱. ۶ میلیون کیلومتر از سیاره‌ی ما آرام گرفت (یکی از پنج نقطه‌ای که کشش گرانشی از سمت زمین و خورشید، در وضع تعادل است) و به‌مدت ۸۸۶ روز، در خلال سال‌های ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۴، در آنجا ماند و فقط اقدام به جذب ذرات باد خورشیدی کرد. در سپتامبر ۲۰۰۴، جنسیس کپسول حاویِ نمونه‌برداری‌هایش را به‌سمت زمین رها ساخت.
هرچند که به‌واسطه‌ی بروز نقص فنی در سیستم چ‌تر نجات، این کپسولِ گرانب‌ها، فرود سختی را در صحرای یوتای ایالات متحده تجربه کرد؛ اما نخستین نمونه‌گیری‌های فضایی ناسا، پس از آخرین مأموریت آپولو در سال ۱۹۷۲؛ و البته نخستین نمونه‌گیری از قلمرویی فرا‌تر از مدار ماه محسوب می‌شد. مرکز فضایی ِ جانسونِ ناسا در شهر هوستون تگزاس، هم‌اکنون متولی ِ این نمونه‌ها بوده و پشتیبان پژوهش‌هاست.
منبع: NASA
توضیح تصویر:
طرحی از کاوشگر جنسیس، در وضعیت نمونه‌گیری از باد خورشیدی / منبع: NASA/JPL-Caltech