سرنخ تازه‌ای از حضور سیاره‌ای پنهان

پژوهش تازه‌ای نشان می‌دهد که انحرافی مرموز در بخش بیرونی منظومه‌ی شمسی ممکن است بر اثر وجود یک سیاره‌ی سنگی و کوچک‌تر از زمین ایجاد شده باشد؛ سیاره‌ای که احتمالاً بسیار نزدیک‌تر از سیاره‌ی فرضی نهم به خورشید قرار دارد.

کد خبر: ۸۹۰۵۱۶

تاریخ: ۲۶ مهر ۱۴۰۴ - ۱۵:۱۹

به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛  بر پایه‌ی اندازه‌گیری‌های جدید از صفحه‌ی مداری کمربند کویپر – حلقه‌ی گسترده‌ای از اجرام یخی که پلوتو در آن ساکن است – دانشمندان متوجه انحرافی ۱۵ درجه‌ای در مسیر مداری برخی از این اجرام شده‌اند؛ انحرافی که به گفته‌ی آن‌ها می‌تواند نشانه‌ی تأثیر یک سیاره‌ی ناشناخته باشد که مدار سایر اجرام را برهم زده است.

«آمیر سیراج»، اخترفیزیک‌دان دانشگاه پرینستون، در گفت‌وگو با شبکه‌ی CNN توضیح می‌دهد:

«یکی از توضیحات ممکن، وجود سیاره‌ای نادیده است؛ احتمالاً کوچک‌تر از زمین و بزرگ‌تر از عطارد، که در نواحی بیرونی منظومه‌ی شمسی به دور خورشید می‌چرخد.»

او می‌افزاید:

«این پژوهش کشف مستقیم یک سیاره نیست، اما بدون تردید کشف معمایی تازه است که یک سیاره می‌تواند پاسخ منطقی آن باشد.»

چرا دیدنِ آنچه فراتر از نپتون است، تا این اندازه دشوار است؟

در آن فاصله‌ی بسیار دور از خورشید، اجرام کوچک موجود در کمربند کویپر نور خورشید را به‌سختی بازتاب می‌دهند. آن‌ها همچنین بسیار سرد هستند و تقریباً هیچ تابش گرمایی (مادون‌قرمز) از خود ساطع نمی‌کنند.

به‌همین دلیل، اگر سیاراتی در آن‌سوی مدار پلوتو – یعنی حدود ۴۰ واحد نجومی (AU) – وجود داشته باشند، یافتن آن‌ها کار آسانی نخواهد بود؛ زیرا چنین اجرامی هم کوچک و تاریک‌اند و هم مکان دقیق‌شان در آسمان ناشناخته است.

با این حال، امید از بین نرفته است.

سیاره‌ی نپتون در سال ۱۸۴۶ کشف شد، زمانی که منجمان توانستند با بررسی ناهنجاری‌های مداری اورانوس، جای تقریبی آن را حدس بزنند.

پلوتو نیز در سال ۱۹۳۰ با همین روش، یعنی با بررسی ناهنجاری‌های مداری نپتون و اورانوس، شناسایی شد.

این روش – یعنی ردیابی اختلال‌های مداری برای یافتن سیارات ناشناخته – یکی از شیوه‌های کلاسیک و موفق در تاریخ نجوم است.

از محاسبه‌ی انحراف تا احتمال وجود یک سیاره‌ی جدید

با پیشرفت فناوری‌های رصدی، توان دانشمندان در ترسیم دقیق‌تر نقشه‌ی کمربند کویپر نیز افزایش یافته است. این ناحیه از حدود ۳۰ تا ۵۰ واحد نجومی از خورشید گسترده شده است.

اگر واقعاً سیاره‌ای پنهان در آن‌سوی فضا وجود داشته باشد، هرگونه ناهنجاری در ساختار کمربند کویپر می‌تواند نشانه‌ای از حضور آن باشد.

سیراج و همکارانش – «کریستوفر چایبا» و «اسکات ترمین» از دانشگاه پرینستون – روشی تازه برای محاسبه‌ی دقیق صفحه‌ی مداری کمربند کویپر ارائه کردند؛ روشی که اثر سوگیری‌های رصدی را حذف می‌کند.

آن‌ها این روش را روی ۱۵۴ جرم آسمانی بیرون از مدار نپتون به کار بردند؛ اجرامی با محور نیمه‌اصلی بین ۵۰ تا ۴۰۰ واحد نجومی، یعنی در فاصله‌ای میان لبه‌ی بیرونی کمربند کویپر و اجرامی موسوم به «جداشده» که مدارشان از نپتون تأثیر نمی‌پذیرد.

در صورت نبودِ سیاره‌ای نزدیک، همه‌ی این اجرام باید تقریباً در یک صفحه‌ی صاف به دور خورشید بچرخند – و در واقع چنین الگویی در بازه‌های ۵۰ تا ۸۰ و ۲۰۰ تا ۴۰۰ واحد نجومی مشاهده شد.

اما در فاصله‌ی میانی، یعنی بین ۸۰ تا ۲۰۰ واحد نجومی، پژوهشگران شواهدی از انحرافی ۱۵ درجه‌ای نسبت به صفحه‌ی منظومه‌ی شمسی یافتند؛ با سطح اطمینان ۹۶ تا ۹۸ درصد.

شبیه‌سازی‌های بعدی نیز نشان دادند که احتمال اشتباه بودن این انحراف تنها ۲ تا ۴ درصد است.

سرنخی از «سیاره‌ی Y»

چنین پیچ‌خوردگی یا انحرافی در مدارها به‌طور طبیعی در مدت حدود ۱۰۰ میلیون سال صاف می‌شود، مگر آن‌که جرمی ناشناخته همچنان در حال برهم‌زدن تعادل باشد.

به همین دلیل، پژوهشگران شبیه‌سازی‌های عددی منظومه‌ی شمسی را اجرا کردند تا ببینند چه عاملی می‌تواند چنین اثری ایجاد کند.

نتیجه‌ی نزدیک به واقعیت زمانی به‌دست آمد که در مدل، سیاره‌ای کوچک‌تر از زمین و بزرگ‌تر از عطارد، با انحراف مداری ۱۰ درجه‌ای و در فاصله‌ی ۸۰ تا ۲۰۰ واحد نجومی در نظر گرفته شد.

دانشمندان برای این دنیای فرضی، نام «سیاره‌ی Y» (Planet Y) را پیشنهاد کرده‌اند.

گامی تازه در مسیر رازگشایی از منظومه‌ی شمسی

هرچند این یافته هنوز مدرکی قطعی برای وجود یک سیاره‌ی جدید نیست، اما می‌تواند مسیر تازه‌ای برای اخترشناسان در جست‌وجوی رازهای بیرونی منظومه‌ی شمسی بگشاید.

با وجود آن‌که سیاره‌ی نهم نیز هنوز در فاصله‌ای فراتر از ۴۰۰ واحد نجومی کشف نشده است، به‌نظر می‌رسد نواحی بیرونی منظومه‌ی شمسی به‌راستی گنجینه‌ای پنهان برای شکارچیان سیاره‌های آینده باشند – و شاید حتی الهام‌بخش طراحی ابزارهای رصدی نسل بعد شوند.

در هر حال، چه سیارات پنهان وجود داشته باشند یا نه، شناخت بیشتر از کمربند کویپر و دنیای فراتر از آن به ما کمک می‌کند درک ژرف‌تری از جایگاه خود در کیهان به دست آوریم.

این پژوهش در مجله‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters منتشر شده است.