راز مدارهای عجیب در منظومه شمسی فاش شد!

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ در منظومه شمسی خارجی، در فاصله‌ای دور از نور و گرمای خورشید، اتفاقات عجیب‌وغریبی رخ می‌دهد. در آنجا، دسته‌هایی از سنگ‌ها در مدار‌های عجیب می‌چرخند که برخی اخترشناسان علت آن را وجود یک سیاره بزرگ و ناپیدا در حاشیه‌های منظومه شمسی می‌دانند. 

تا کنون، جستجو‌ها برای یافتن سیاره فرضی نهم به نتیجه‌ای نرسیده‌اند. دلایل زیادی برای این مسئله وجود دارد و یکی از گزینه‌های قوی این است که چنین سیاره‌ای هرگز وجود نداشته است.

اما اگر اینطور باشد، پس چگونه می‌توانیم مدار‌های عجیب این اجرام را توضیح دهیم؟ یک مقاله جدید راه‌حلی احتمالی ارائه داده است: یک ستاره بیگانه.

البته این ستاره در حال حاضر آنجا نیست. اما میلیارد‌ها سال پیش، یک جرم عظیم می‌توانسته به اندازه کافی به منظومه شمسی نزدیک شود تا با نیروی گرانشی‌اش مدار‌های اجرام خارجی را مختل کند و سبب مدار‌های غیرعادی شود. برخی از آن اجرام حتی ممکن است به خورشید نزدیک‌تر شده باشند و اکنون به عنوان قمر‌های عجیب سیارات غول‌پیکر دیده شوند.

این نتیجه‌گیری توسط تیمی از اخترفیزیکدانان به رهبری سوزان پفالزنر از مرکز تحقیقاتی یولیش در آلمان به دست آمده است. آنها شبیه‌سازی‌های کامپیوتری انجام دادند تا اثرات ستارگان با جرم‌ها و فاصله‌های مختلف بر منظومه شمسی خارجی را بررسی کنند.

آمیت گویند، اخترفیزیکدان مرکز یولیش، توضیح داد: «بهترین تطبیقی که در شبیه‌سازی‌ها برای وضعیت فعلی منظومه شمسی خارجی یافتیم، یک ستاره با جرمی کمی کمتر از خورشید بود – حدود ۰.۸ جرم خورشید. این ستاره در فاصله‌ای حدود ۱۶.۵ میلیارد کیلومتر از خورشید عبور کرده است. این فاصله تقریباً ۱۱۰ برابر فاصله زمین تا خورشید و کمی کمتر از چهار برابر فاصله نپتون، دورترین سیاره، از خورشید است.»

بیشتر اجرام داخل منظومه شمسی در یک دیسک تقریباً تخت به دور خورشید می‌چرخند. این دیسک یادگار نحوه شکل‌گیری منظومه شمسی است. وقتی خورشید در حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش یک ستاره جوان در حال چرخش بود، مواد اطراف آن به دور آن چرخیدند و خورشید را تغذیه کردند. با گذشت زمان، این مواد چرخشی به یک دیسک تخت تبدیل شدند، مشابه چرخش خمیر پیتزا که با چرخش صاف می‌شود.

آنچه خورشید مصرف نکرد، به منظومه شمسی تبدیل شد، شامل سیارات، سیارک‌ها و قمرها؛ و از آنجایی که هیچ اتفاق بزرگ و مخربی در منظومه شمسی رخ نداد، آن دیسک همچنان محل اقامت این اجرام باقی ماند.

اما منظومه شمسی خارجی متفاوت است. در آنجا گروه‌هایی از سنگ‌ها به دور خورشید و در فاصله‌ای دورتر از مدار نپتون می‌چرخند که به اجرام فرا نپتونی (TNOs) معروف هستند. این اجرام دارای مدار‌هایی با زاویه‌های بسیار شیب‌دار هستند. برخی از این زاویه‌ها آنقدر شیب‌دار هستند که جرم تقریباً به دور قطب‌های خورشید، به جای استوای آن، می‌چرخد.

برخی دانشمندان اشاره می‌کنند که این مدار‌ها با تأثیرات گرانشی یک سیاره که تا پنج برابر جرم زمین دارد، سازگار هستند. اما فضا خیلی خالی نیست و اگرچه در حال حاضر ستاره‌های نزدیکی به خورشید وجود ندارند، اما زمانی احتمالاً تعداد بیشتری ستاره نزدیک به خورشید بوده‌اند. ستارگان معمولاً در ابر‌هایی متولد می‌شوند که بسیاری از ستارگان دیگر نیز در آنجا متولد می‌شوند و زندگی خود را در محیط‌هایی بسیار شلوغ آغاز می‌کنند.

پفالزنر و همکارانش بیش از ۳۰۰۰ شبیه‌سازی انجام دادند، ستارگان مختلف و فاصله عبور آنها از منظومه شمسی را تغییر دادند و نتایج را با مدار‌های عجیب و غریب خوشه‌های TNO مقایسه کردند. آنها دریافتند که یک ستاره کمی کوچکتر از خورشید که از نزدیکی منظومه شمسی خارجی عبور کرده باشد، می‌تواند سبب ایجاد این آشفتگی‌های غیرعادی در آنجا شده باشد.

این گذر می‌توانسته حتی مدار‌های عجیب اجرامی مانند ۲۰۰۸ KV۴۲ و ۲۰۱۱ KT۱۹ را نیز ایجاد کند که در جهت مخالف سیارات و تقریباً به صورت عمود می‌چرخند. این اجرام نیز پیش از این در مطالعاتی که به دنبال شواهدی برای سیاره نهم بودند، مطرح شده‌اند.

طبق شبیه‌سازی‌های این تیم، تا ۷.۲ درصد از جمعیت اولیه اجرام TNO می‌توانستند به سمت خورشید پرتاب شوند.

سایمون پورتگیس زوارت از دانشگاه لیدن در هلند گفت: «برخی از این اجرام می‌توانسته‌اند به عنوان قمر توسط سیارات غول‌پیکر به دام افتاده باشند. این می‌تواند توضیح دهد که چرا سیارات خارجی منظومه شمسی دو نوع مختلف قمر دارند.»

این مطالعه قطعی نیست. دلایل متعددی وجود دارند که چرا ممکن است سیاره نهم را ندیده باشیم، از جمله اینکه ممکن است بسیار کم‌نور و دور باشد. همچنین احتمال دارد که داده‌های کافی در اختیار نداشته باشیم، هر چیزی در آن فاصله از خورشید سخت دیده می‌شود، بنابراین داده‌هایی که داریم ممکن است تحت تأثیر انحراف انتخابی باشد و محدود به آن چیزی باشد که با فناوری فعلی می‌توانیم ببینیم.

با این حال، فرضیه گذر ستاره‌ای غیرقابل‌باور نیست و راه‌حلی نسبتاً ساده به نظر می‌رسد.

پفالزنر گفت: «زیبایی این مدل در سادگی آن است. این مدل چندین سوال باز درباره منظومه شمسی ما را تنها با یک علت توضیح می‌دهد.»

این پژوهش در دو مقاله، منتشر شده در مجلات Nature Astronomy و The Astrophysical Journal Letters، ارائه شده است.

انتهای پیام/