قد يحتوي نظامنا الشمسي على كوكب تاسع ، بعيدًا عن بلوتو

الكوكب التاسع ميزة

يقترح بحث جديد من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أنه قد يكون هناك كوكب تاسع يدور حول شمسنا (أو العاشر ، إذا كنت لا تزال تنكر وجود بلوتو). في حد ذاته ، قد لا يبدو هذا مفاجئًا - فادعاءات الكوكب التاسع / العاشر تعود حرفياً إلى أكثر من قرن. ما يميز هذا البحث هو تفاصيل حجته.

أولا ، قليلا من التاريخ. كان البحث الأصلي عن 'Planet X' (كما هو الحال في 'unknown') في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين مبنيًا على خطأ القياس. اعتقد بيرسيفال لويل أن التناقضات الملحوظة في مداري نبتون وأورانوس كانت دليلاً على وجود عملاق غازي غير مكتشف حتى بعيدًا عن الشمس ، مع نصف كتلة نبتون تقريبًا. توفي لويل في عام 1916 ، دون أن يكتشف الكوكب إكس.



تم تعيين كلايف تومبو في النهاية لمواصلة عمل لويل ووجد بلوتو في عام 1930 ، لكن بلوتو كان أصغر بكثير وأكثر قتامة مما توقع لويل. اعتقد بعض علماء الفلك في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي أن عملاقًا غازيًا بحجم كوكب المشتري أو زحل ربما لا يزال موجودًا خارج مدار بلوتو ، لكن القياسات اللاحقة بواسطة تلسكوب وايز استبعدت ذلك تمامًا. لا توجد كائنات بحجم زحل في نطاق 10000 وحدة فلكية (0.15 سنة ضوئية) ولا توجد كائنات بحجم المشتري تصل إلى 26000 وحدة فلكية (0.41 سنة ضوئية). وبالتالي ، ماتت نظرية 'الكوكب X' الكلاسيكية.



لكن هذا ليس ما نحن هنا لنتحدث عنه.

ألغاز حزام كويبر

حزام كويبر هو الأخ الأكبر لحزام الكويكبات. تقع على السطح الخارجي للنظام الشمسي ، وليس بين مداري المريخ والمشتري. إنه أوسع بمقدار 20 مرة ، ويتراوح حجمه بين 20 و 200 مرة. كان من المفترض أن يكون موجودًا منذ ثلاثينيات القرن الماضي ، ولكن لم يتم إثباته حتى أوائل التسعينيات. منذ ذلك الحين ، اكتشفنا أكثر من 100000 من أجسام حزام كويبر (KBOs) ، بما في ذلك ثلاثة كواكب قزمة - بلوتو ، هاوميا ، وماكيماك.



أثار اكتشاف Sedna ، في عام 2003 ، تكهنات جديدة حول احتمال وجود كوكب عابر لنبتون. يختلف مدار Sedna اختلافًا جذريًا عن أي كوكب قزم آخر معروف في النظام الشمسي ، وهو بعيد جدًا عن الشمس ، وليس من الواضح كيف استطاع نظامنا الشمسي التقاطه على الإطلاق.

سيدنا

مدار سيدنا. مدار بلوتو لونه أرجواني. الصورة مجاملة من ويكيبيديا

منذ عام 2003 ، تم العثور على عدد من الأجسام الأخرى ذات المدارات غير العادية للغاية - 2004 VN112، 2007 تيراغرام422، 2012 غيغابايت174، 2012 نائب الرئيس113و 2013 RF98. أجرى باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عمليات محاكاة رياضية في محاولة لشرح المدارات غير العادية للغاية لهذه الأجسام ، والتي يُعتقد أن بعضها كبير بما يكفي لتصنيفها على أنها كواكب قزمة. ما يجعل هذه الأشياء فريدة من نوعها هو الطريقة التي تتجمع بها مداراتها. عرضنا لكم مدار Sedna في الأعلى - انظروا إلى ما يحدث عندما نضيف مدارات الأجسام الأخرى.



المدارات غير العادية للغاية (ولكن المتشابهة بشكل غريب) لعدد من أجسام حزام كايبر. مصدر الصورة: Caltech

المدارات غير العادية للغاية (ولكن المتشابهة بشكل غريب) لعدد من أجسام حزام كايبر. الصورة بواسطة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

في الصورة أعلاه ، كوكبنا الافتراضي 9 هو المدار الذهبي ، بينما أجسام حزام كايبر المعنية مرسومة باللون الأرجواني. في هذه الحالة ، يكون الكوكب الافتراضي في مدار غير محاذي - أقرب اقتراب له من الشمس هو 180 درجة عبر الحضيض لجميع الأجسام والكواكب الأخرى المعروفة. هذا من شأنه أن يجعل من الكوكب 9 الافتراضي كرة غريبة بشكل مذهل - ولكن وفقًا لكونستانتين باتيجين ، هذا بالضبط ما يتوقعه النموذج. من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا:

'ردك الطبيعي هو' هذه الهندسة المدارية لا يمكن أن تكون صحيحة. لا يمكن أن يكون هذا مستقرًا على المدى الطويل لأنه ، بعد كل شيء ، قد يتسبب هذا في التقاء الكوكب وهذه الأجسام وتصادمها في النهاية. ولكن من خلال آلية تُعرف باسم الرنين متوسط ​​الحركة ، فإن المدار المضاد للاصطفاف للكوكب التاسع يمنع فعليًا أجسام حزام كايبر من الاصطدام به ويبقيها متوازنة. عندما تقترب الأجسام المدارية من بعضها البعض ، فإنها تتبادل الطاقة. لذلك ، على سبيل المثال ، لكل أربعة مدارات يصنعها الكوكب التاسع ، قد يكمل جسم حزام كايبر البعيد تسعة مدارات. لا يصطدمون أبدًا. بدلاً من ذلك ، مثل الوالد الذي يحافظ على قوس طفل على أرجوحة مع دفعات دورية ، يدفع الكوكب التاسع مدارات أجسام حزام كايبر البعيدة بحيث يتم الحفاظ على تكوينها فيما يتعلق بالكوكب.

لا يتنبأ النموذج الجديد بالتكتل الملحوظ فحسب - بل يفسر أيضًا سبب Sedna و 2012 VP113 لديهم المدارات التي يفعلونها. بدلاً من أن تتأثر بشكل أساسي بنبتون ، فإن مداراتها مضطربة بسبب كوكبنا الافتراضي 9.

الكوكب 9 يحل أ الثالث مشكلة متعلقة بحزام كايبر أيضًا. يحتوي حزام كايبر على كائنات ذات مدارات متعامدة مع مسار الشمس - مما يعني أنها تدور بزاوية قائمة مقارنة بالكواكب والأجسام الأخرى. نحن نعرف حاليًا أربعة أجسام تدور حول النظام الشمسي بهذه الطريقة - وكوكب افتراضي 9 بحجم يقارب 10x للأرض ومتوسط ​​مسافة 56 مليار ميل من الشمس (602 AU).

الكوكب 9

القطعة الثالثة من اللغز. يخلق الكوكب 9 جميع الميول المدارية المرصودة. الصورة بواسطة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

يعتقد الباحثان ، كونستانتين باتيجين ومايك براون ، أن الكوكب 9 يمكن أن يكون بقايا عملاق غازي تم طرده من النظام الشمسي ، وذلك بفضل التفاعل الثقالي بين كوكب المشتري وزحل. لا يُعرف إلا الشكل التقريبي للمدار المقترح للكوكب ، لذا قد يستغرق تحديد موقعه بعض الوقت - اعتمادًا على بياضه وموقعه المداري الحالي ، قد يكون من الصعب العثور عليه.

ينبغي بالطبع أن تؤخذ الإعلانات عن كوكب جديد بحبوب ملح. ولكن من الجدير بالذكر أن فريق البحث وجد في البداية فكرة وجود كوكب تاسع بحجم كبير أمرًا مستبعدًا تمامًا. ومع ذلك ، في هذه المرحلة ، يبدو أن الكوكب - سواء انطلق من نظامنا الشمسي أو تم التقاطه مبكرًا عندما كان نظامنا الشمسي لا يزال يتشكل - يناسب البيانات بشكل أفضل. سيكون مثل هذا الكوكب صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن ملاحظته بواسطة بحث WISE الذي ناقشناه في بداية هذه القصة. ويمكن أن يمر بسهولة دون أن يلاحظه أحد ، كضوء خافت غير ملحوظ مع فترة مدارية تزيد عن 20000 سنة - طويلة جدًا ، بمعنى آخر ، بحيث لا يمكن رسمها أو ملاحظتها بشكل عرضي لتحرك بالعين المجردة.

النص الكامل للورقة (والميكانيكا المدارية والرياضيات والنماذج) متاح هنا.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com