مهاجرت مشتری در ناپایداری بزرگ باعث تصادف تیا و تولد ماه شد
بر اساس نظریه‌های رایج، کمتر از صد می‌لیون سال پس از برآمدن منظومه شمسی، رویدادی به نام ناپایداری بزرگ رخ داد. در این پدیده، چهار سیاره غولی — مشتری، زحل، اورانوس و نپتون — دچار اضطراب مداری شدند و با جاذبه خود اجسام کوچک‌تر را از مسیر‌های اولیه‌شان وا‌داشتند.
اخترشناسان با بررسی ترکیبات شیمیایی و مکان‌یابی دقیق طیف وسیعی از شهاب‌سنگ‌های دنباله‌دار و سیارک‌ها، به شواهدی از این ناپایداری اولیه دست‌یافته‌اند. اجسام منظومه شمسی از یک دیسک غبار و گاز پیرامون خورشید متولد شده‌اند، اما ترکیبات بسیاری از سیارک‌ها با توزیع مواد در آن دیسک نخستین هم‌سو نیست. این ناهم‌سویی گواه‌ی بر آن است که این اجسام در نقطه‌ای از تاریخچه خود، از مدار‌های اصلی جدا شده‌اند.
در مراحل اولیه، غول‌های گازی به یکدیگر بسیار نزدیک‌تر قرار داشتند. با گذشت زمان، اندرکنش‌های گرانشی این غول‌ها با سیاره‌چه‌های بیرون‌دست نپتون، باعث شد زحل، اورانوس و نپتون به سمت بیرون منظومه شمسی پرتاب گردند، در حالی که مشتری به سمت خورشید مهاجر کرد. این نظریه که برای نخستین بار در شهر نیس فرا‌نسه تدوین گردید، تحت عنوان مدل نیس شناخته می‌شود.
این جابه‌جایی‌های مداری، عامل برهم‌زدن ثبات مدار اجرام درونی منظومه شد. با تحلیل موقعیت سیارک‌های ترو در نقاط لاگرانژی و مشتری، محققان برآورد می‌کنند که این واقعه حداکثر صد می‌لیون سال پس از تولد منظومه شمسی رخ‌داده است.
نقش محوری مشتری در شکل‌گیری ماه
یکی از چالش‌های اصلی، تعیین لحظه دقیق آغاز این ناپایداری است. برخی محققان آن را تنها ۴ می‌لیون سال پس از تولد منظومه شمسی می‌دانند، در حالی که گروه‌ی دیگر زمان‌بندی ۶۰ می‌لیون ساله را ترجیح می‌دهند.
یک تیم تحقیقاتی در مطالعه‌ای اخیر منتشرشده در مجله ساینس برای پاسخ‌گویی به این پرسش، بر روی شهاب‌سنگ‌های کندریت انستاتیت EL تمرکز کردند. این شهاب‌سنگ‌ها از نظر ترکیبی شباهت شگفتی با زمین دارند و احتمال قوی وجود دارد که همگی در یک زون خاص از دیسک غباری پیشین شکل گرفته باشند.
امروزه این اجسام در حوزۀ زمین رصد نمی‌شوند؛ بلکه رصد‌ها نشان می‌دهد که آن‌ها متعلق به خانواده سیارک‌های آتور در لبه بیرونی کمربند سیارکی (بین مریخ و مشتری) هستند. دانشمندان فرض می‌کنند که یک رویداد پرآشوب — به احتمال بسیار زیاد همان ناپایداری بزرگ — این سیارک‌ها را به مکان فعلی خود رانیده است. این خانواده سیارک‌ها، هدف ایده‌آلی برای بازبینی این وقایع مضطرب محسوب می‌شوند.
شبیه‌سازی‌های دینامیکی سناریو‌های مختلف جابه‌جایی مشتری آشکار ساخت که این غول گازی حداقل ۶۰ می‌لیون سال پس از تولد منظومه، اجدادی این سیارک‌ها را به موقعیت کنونی خود کشانده است. در نتیجه، محققان اکنون می‌توانند با اطمینان بیش‌تری بگویند که ناپایداری بزرگ در بازه زمانی ۶۰ تا ۱۰۰ می‌لیون سال پس از آغاز منظومه شمسی رخ‌داده است.
نکته کلیدی اینجاست که برخورد بین زمین و سیاره فرضی تیا نیز تقریبا در همین بازه زمانی اتفاق افتاده است. تلفیق داده‌ها می‌کند که این تصادف عظیم (که ماه از دل غبار و سفت‌وسفت ناشی از آن متولد شد) به احتمال بسیار زیاد، نتیجه‌ی همین ناپایداری بزرگ بوده است.
البته این نتایج همچنان به منزله اثبات قطعی محسوب نمی‌شوند. تایید رویداد‌هایی که ۴.۵ می‌لیارد سال پیش روی داده‌اند، کارایی به‌اندازه‌ی بسیار دشواری است. با این حال، جامعه علمی بیان می‌دهد که شواهد قوی گواه‌ی می‌دهد تصادفی که ماه را آفرید، هم‌زمان با ناپایداری بزرگ رقم خورده است.
