الفيزياء والفلك

زائر جديد لمجموعتنا الشمسية!

في مكان ما في المدارات الخارجية للنظام الشمسي، وراء مدار نبتون، يحدث شيء متزعزع. بعض الأشياء تدور بشكل مختلف عن كل شيء آخر، ونحن لا نعرف السبب.

هناك فرضية شائعة مفادها أن كائنًا غير مرئي يدعى كوكب التاسع (planet 9) يمكن أن يعبث بهذه المدارات؛ يبحث علماء الفلك بشوق عن هذا الكوكب. لكن الفيزيائيين توصلوا الآن إلى تفسير بديل يعتقدون أنه أكثر قبولًا.

بدلًا من كائن واحد كبير، قد يكون سبب التذبذبات المدارية قوة الجاذبية المدمجة لعدد من حزام كويبر (Kuiper) الأصغر أو الأجسام العابرة للنبتون (TNOs). هذا وفقًا لعلماء الفيزياء الفلكية أنترانيك سيفيليان (Antranik Sefilian) من جامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة وجهاد توما (Jehad toma) من الجامعة الأمريكية في بيروت في لبنان.

إذا بدا الأمر مألوفًا، فذلك لأن سيفيليان وتوما ليسوا أول من يفكر في هذه الفكرة، لكن حساباتهم هي أول من يشرح ميزات مهمة للمدارات الغريبة لهذه الكائنات، مع مراعاة الكواكب الثمانية الأخرى في النظام الشمسي.

تم الإعلان عن فرضية الكوكب التاسع لأول مرة في دراسة في 2016، لاحظ علماء الفلك الذين يدرسون كوكبًا قزمًا في حزام كويبر أن العديد من TNOs تم “فصلها” عن التأثير الثقالي القوي لعمالقة الغاز في النظام الشمسي، وكان لديهم مدارات غريبة تدور حول حلقات مختلفة عن بقية حزام كويبر.

لكن مدارات هذه الأجسام الستة كانت متجمعة أيضًا بطريقة لم تظهر بشكل عشوائي؛ يبدو أن شيئًا ما قد جرهم إلى هذا الموقف. وفقًا للنمذجة، يمكن لكوكب عملاق غير مرئي حتى الآن القيام بذلك.

حتى الآن، ظل هذا الكوكب بعيد المنال، ليس بالضرورة غريبًا، حيث توجد تحديات تقنية كبيرة لرؤية كائن مظلم بعيد، خاصة عندما لا نعرف مكانه. لكن ذلك يدفع العلماء إلى البحث عن تفسيرات بديلة.

وقال سيفيليان “فرضية الكوكب التاسع هي فكرة رائعة، لكن إذا كان الكوكب التاسع المفترض موجودًا، فقد تجنب الكشف حتى الآن”، مضيفًا أن الفريق أراد أن يرى ما إذا كان هناك تفسيرًا أقل إثارة لمدار TNO الغريب. لقد فكرنا، بدلاً من السماح بكوكب تاسع، ومن ثم القلق بشأن تكوينه ومداره غير المعتاد، فلماذا لا نحسب ببساطة خطورة الأشياء الصغيرة التي تشكل قرصًا يتجاوز مدارا نبتون ونرى ماذا يفعل لنا؟”

ابتكر الباحثون نموذجًا للكمبيوتر من TNOs المنفصل، بالإضافة إلى كواكب النظام الشمسي (وخطورتها)، وقرص ضخم من الحطام في مدار نبتون. من خلال تطبيق تعديلات على عناصر مثل الكتلة واللامركزية واتجاه القرص، تمكن الباحثون من إعادة إنشاء مدارات حلقات متفاوتة في TNOs المنفصلة.

وقال سيفيليان: “إذا قمت بإزالة الكوكب تسعة من النموذج، وبدلًا من ذلك سمحت بالكثير من الأشياء الصغيرة المنتشرة في مساحة واسعة، فإن عوامل الجذب الجماعية بين هذه الكائنات يمكن أن تُراعى بنفس السهولة المدارات غريبة الأطوار التي نراها في بعض TNOs”.

هذا يحل مشكلة واجهها علماء من جامعة كولورادو بولدر عندما طرحوا لأول مرة فرضية الجاذبية الجماعية العام الماضي. على الرغم من أن حساباتهم كانت قادرة على حساب تأثير الجاذبية على TNOs المنفصلة، إلا أنهم لم يتمكنوا من تفسير سبب إمالة جميع مداراتهم بنفس الطريقة.

ولا تزال هناك مشكلة أخرى في كلا النموذجين: من أجل إنتاج التأثير المرصود، يحتاج حزام كويبر إلى ثقل جماعي على الأقل من كتلة الأرض. غير أن التقديرات الحالية قدرت كتلة حزام كويبر بحوالي 4 إلى 10 في المائة فقط من كتلة الأرض.

ولكن وفقًا لنماذج تكوين النظام الشمسي، يجب أن تكون أعلى من ذلك بكثير؛ ويلاحظ سيفيليان أنه من الصعب عرض كامل قرص الحطام حول نجم عندما تكون بداخله، لذلك من الممكن أن يكون هناك حزام كويبر أكثر بكثير مما يمكننا رؤيته.

وقال سيفيليان: “بينما ليس لدينا أدلة رصد مباشرة للقرص، إلا أننا لا نملكها مع الكوكب التاسع( planet 9) وهذا هو السبب في أننا نبحث عن إمكانيات أخرى”.

“من الممكن أيضًا أن يكون كلا الأمرين صحيحين -قد يكون هناك قرص كبير وكوكب تاسع. ومع اكتشاف كل TNO جديد، نجمع المزيد من الأدلة التي قد تساعد في تفسير سلوكهم”.

المصدر

كتابة: ملاك فريد

مراجعة: سارة محمد

تصميم: احمد سرور

تحرير: اسراء وصفي

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى