هل يوجد أو لا يوجد كوكب 9؟ هل هناك مخرج للكوكب على مشارف نظامنا الشمسي ، بكتلة كافية لشرح تحركات الأجسام البعيدة؟ أو قرص مادة جليدية مسؤول؟ لا يوجد دليل مباشر حتى الآن على وجود كوكب 9 فعلي ، ولكن شيئًا ما به كتلة كافية يؤثر على مدارات أجسام النظام الشمسي البعيدة.
تشير دراسة جديدة إلى أن قرصًا من مادة جليدية يتسبب في حركات غريبة لأجسام النظام الشمسي الخارجي ، وأننا لسنا بحاجة إلى اختراع كوكب آخر لشرح هذه الحركات. تأتي الدراسة من
الأستاذ جهاد توما من الجامعة الأمريكية في بيروت
Antranik Sefilian ، طالب دكتوراه في قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية بجامعة كامبريدج. ونشرت نتائجهم في المجلة الفلكية.
إن فكرة وجود كوكب آخر في أقصى أطراف نظامنا الشمسي فكرة جذابة. إنه ينشط المغامر في كل واحد منا. وبالنسبة لعلماء الفلك أو الفلكيين الذين قد يكتشفونه أخيرًا ، فسيكون ذلك إنجازًا متوجًا. من منا لا يريد أن يُعرف باسم مكتشف كوكب جديد تمامًا ، هنا في نظامنا الشمسي؟ إنه أكثر إثارة من كونه الشخص الذي أكد أخيرًا كتلة قرص من مادة جليدية.
نظرًا لتحسن الفلكيين في دراسة النظام الشمسي البعيد وفهمه ، فقد اكتشفوا المزيد والمزيد من الأشياء. اكتشف علماء الفلك خلال الخمسة عشر عامًا الماضية أو نحو ذلك حوالي 30 جسمًا عبر نبتونال (TNOs) تسافر في مدارات إهليلجية عالية. وآخرها كان "ذا جوبلين" ، وهو جسم به مدار يأخذه حتى 2300 وحدة من الشمس.
نظرًا لأن هذه الأجسام لا تتفاعل مع الجاذبية مع الكواكب الأخرى في النظام الشمسي ، يجب أن يكون هناك مجموعة أخرى من الكتلة التي تشكل مداراتها. وبينما اكتسب تفسير الكوكب 9 زخماً على مر السنين ، لا يوجد دليل مباشر على أن الكوكب مسؤول عن تشكيل هذه المدارات الغريبة.
"إن فرضية Planet Nine هي فرضية رائعة ، ولكن في حالة وجود الكوكب التاسع المفترض ، فقد تجنبت الكشف حتى الآن."
شارك في تأليف الدراسة أنترانيك سيفيليان ، طالب دكتوراه في قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية بجامعة كامبريدج.
تقترح الدراسة الجديدة أن قرصًا من المادة الجليدية مسؤول عن المدارات الإهليلجية للأجسام البعيدة. إنها ليست النظرية الأولى التي تقترح هذا ، لكنها الأولى التي يمكن أن تفسر المدارات المرصودة ، بينما في نفس الوقت تمثل كتلة وخطورة الكواكب الثمانية الأخرى في نظامنا الشمسي.
30 TNOs التي تسافر في هذه المدارات الإهليلجية العالية هي جزء من مجموعة أكبر من TNOs والأشياء التي تشكل حزام Kuiper. يتكون حزام كويبر من مواد متبقية من تكوين النظام الشمسي. معظم هذه الأشياء تسير في مسارات شبه دائرية حول الشمس. لكن الـ 30 التي لا تسافر في مدارات شبه دائرية تشترك في اتجاه مكاني مختلف ، وهذا يتطلب شرحًا.
أكثر ما يتحدث عن التفسير هو Planet Nine. يجب أن يكون الكوكب التاسع أكبر بعشر مرات من الأرض. هذا الكوكب ، المخبأ هناك في المناطق الخافتة من النظام الشمسي ، سيرعى هذه الأجسام الثلاثين في مداراتها غير العادية.
المشكلة هي ، لم يكتشفها أحد بعد Planet Nine ، وهي معروفة فقط بالتأثير المرصود.
قال المؤلف المشارك Antranik Sefilian ، وهو طالب دكتوراه في قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية بجامعة كامبريدج: "إن فرضية Planet Nine رائعة ، ولكن إذا كان الكوكب التاسع المفترض موجودًا ، فقد تجنب الكشف حتى الآن". "أردنا أن نرى ما إذا كان يمكن أن يكون هناك سبب آخر ، أقل درامية وربما أكثر طبيعية ، للمدارات غير العادية التي نراها في بعض TNOs. فكرنا ، بدلًا من السماح لكوكب تاسع ، ثم القلق بشأن تكوينه ومداره غير المعتاد ، فلماذا لا نأخذ ببساطة في الاعتبار خطورة الأجسام الصغيرة التي تشكل قرصًا يتجاوز مدار نبتون ونرى ماذا يفعل لنا؟ "
تعتمد الدراسة الجديدة على النمذجة التفصيلية للنظام الشمسي ، وكذلك على ملاحظات الأنظمة الشمسية الأخرى.
قام توما و Sefilian بنمذجة الديناميكيات المكانية الكاملة لـ TNOs مع العمل المشترك للكواكب الخارجية العملاقة وقرص كبير وممتد من المواد خارج نبتون. قاموا بحساب نموذج يمكن أن يفسر المدارات الإهليلجية للغاية والمجموعات العنقودية من 30 TNOs. كما حددوا نطاقات وأشكال كتلة للقرص الجليدي للمادة. علاوة على ذلك ، كانوا قادرين على فرض تحولات تدريجية في توجهاتها (أو معدل الاستباقية) ، والتي أعادت بإخلاص مدارات TNO البعيدة.
قال سفيليان ، وهو من جيتس كامبريدج الباحث وعضو في كلية داروين.
لذا ، أغلقت القضية؟ ليس تماما.
"في حين أننا لا نمتلك أدلة ملاحظة مباشرة للقرص ، لا نمتلكه من أجل Planet Nine ، وهذا هو السبب في أننا نحقق في الاحتمالات الأخرى."
Antranik Sefilian
من السهل اقتراح كوكب آخر غير مكتشف من الكتلة الصحيحة فقط لشرح هذه المدارات المرصودة. لكن حتى الآن ، تجنب مثل هذا الكوكب الكشف. ولكن بطريقة ما ، يعاني قرص نظرية المواد الجليدية من نفس الشيء. من السهل اقتراحه ، وبناء نموذج رياضي ناجح يدعم نظرية القرص الجليدي يثبت على الأقل أنه ممكن ، ولكن لم يتم اكتشافه بعد.
في الواقع ، لم تضيف المحاولات السابقة لتقدير كتلة الأجسام الجليدية خارج نبتون سوى عُشر كتلة الأرض ، وهي ليست كافية تقريبًا لتفسير هذه المجموعة الغريبة من المدارات. يتطلب النموذج الذي ابتكره العلماء وراء هذه الدراسة الجديدة كتلة أكبر بعشر مرات من ذلك.
وهنا يأتي دور مراقبة أنظمة الطاقة الشمسية الأخرى.
"المشكلة هي عندما تراقب القرص من داخل النظام ، يكاد يكون من المستحيل رؤية كل شيء في وقت واحد."
Antranik Sefilian.
قال سيفليان: "عند مراقبة أنظمة أخرى ، غالبًا ما ندرس القرص المحيط بالنجم المضيف لاستنتاج خصائص أي كواكب في مداره حوله". "تكمن المشكلة في أنك تراقب القرص من داخل النظام ، يكاد يكون من المستحيل رؤية كل شيء في الحال. على الرغم من أننا لا نمتلك أدلة ملاحظة مباشرة للقرص ، إلا أننا لا نمتلكه من أجل Planet Nine ، وهذا هو سبب تحقيقنا في الاحتمالات الأخرى. ومع ذلك ، من المثير للاهتمام ملاحظة أن ملاحظات نظائر حزام كويبر حول النجوم الأخرى ، بالإضافة إلى نماذج تكوين الكوكب ، تكشف عن بقايا ضخمة من الحطام ".
تحتوي الأنظمة الشمسية الأخرى على قرص من المواد الجليدية المتبقية من تكوينها ، مع وجود كتلة كافية لحساب المدارات الإهليلجية للأجسام الموجودة على حافة الأنظمة. هل يمكن أن يكون الشيء نفسه صحيحًا في نظامنا الشمسي؟ هل يمكن أن يكون هناك قرص من مادة جليدية وكوكب 9؟
Sefilian يعتقد ذلك. "من الممكن أيضًا أن يكون الشيئان صحيحين - قد يكون هناك قرص ضخم وكوكب التاسع. مع اكتشاف كل TNO جديد ، نجمع المزيد من الأدلة التي قد تساعد في تفسير سلوكهم ".
ظهر في هذا العدد ظهور العلماء ذهابًا وإيابًا الذين يسعون إلى كشف الأدلة ، وأحيانًا متفقين ، وأحيانًا يختلفون بشدة.
تقدم الدراسة ، ولا سيما المقدمة والخاتمة ، دراسات أخرى تدعم هذه الدراسة وتختلف معها. ما زلنا في الأيام الأولى لفهم النظام الشمسي البعيد بأي تفاصيل رائعة. مع وصول التلسكوبات الأكثر قوة إلى الإنترنت على مدى السنوات القليلة المقبلة ، ومع أجهزة الكمبيوتر الأكثر قوة وأساليب المراقبة المحسنة ، فإن الأمر ليس سوى مسألة وقت قبل أن يتم شرح المدارات الغريبة لهذه الأجسام البعيدة.
مصادر:
- ورقة بحث: التزاوج في قرص التثبيط الذاتي للأشياء عبر النيبتونية
- بيان صحفي: تدور الغموض في المدارات الخارجية من النظام الشمسي التي لا تسببها "Planet Nine"
- مقال بمجلة الفضاء: العثور على كوكب قزم جديد في ضواحي النظام الشمسي ، مما يمنح علماء الفلك المزيد من الذخيرة للبحث عن أدلة على الكوكب 9
- بيان صحفي عن Caltech: باحثو Caltech يجدون دليلًا على وجود كوكب تاسع حقيقي
- ورقة بحثية: دليل على كوكب عملاق كبير في النظام الشمسي
