آیا یک سیاره عظیم و کشف نشده در دوردستترین کرانههای منظومه شمسی وجود دارد؟ این ایده از پیش از کشف پلوتو در دهه ۱۹۳۰ مطرح بوده است. ستارهشناسان برجسته، این جرم فرضی را که «سیاره ایکس» (Planet X) نامیده بودند، به عنوان توجیهی برای مدار سیاره اورانوس مطرح کردند؛ مداری که با مسیر حرکتی که قوانین فیزیک برای آن پیشبینی میکرد، همخوانی نداشت و منحرف میشد. در آن زمان، کشش گرانشی یک سیاره کشفنشده که چندین برابر بزرگتر از زمین باشد، به عنوان علت احتمالی این اختلاف مداری در نظر گرفته میشد.
آن معما در نهایت در دهه ۱۹۹۰ با محاسبۀ مجدد جرم سیاره نپتون حل شد، اما پس از آن، نظریه جدیدی مبنی بر وجود یک «سیاره نهم» احتمالی در سال ۲۰۱۶ توسط دو ستارهشناس به نامهای کنستانتین باتیگین و مایک براون در موسسه فناوری کالیفرنیا (کالتک) مطرح گردید.
نظریه آنها به «کمربند کویپر» مربوط میشود؛ حلقهای غولپیکر متشکل از سیارههای کوتوله، سیارکها و دیگر اجرام که فراتر از نپتون قرار دارد (و پلوتو را نیز شامل میشود). اجرام زیادی در کمربند کویپر – که به آنها «اجرام فرانپتونی» نیز گفته میشود – کشف شدهاند که به دور خورشید میگردند، اما آنها هم مانند اورانوس، در مسیری پیوسته و مورد انتظار حرکت نمیکنند. باتیگین و براون استدلال کردند که جرمی با یک کشش گرانشی عظیم باید بر مدار آنها تأثیر بگذارد و «سیاره نهم» را به عنوان یک توضیح احتمالی پیشنهاد کردند.
این پدیده را میتوان با آنچه برای ماهِ خودمان رخ میدهد مقایسه کرد. ماه با توجه به فاصلهای که از خورشید دارد، طبق انتظار هر ۳۶۵.۲۵ روز یکبار به دور آن میچرخد. با این حال، کشش گرانشی زمین به قدری است که ماه هر ۲۷ روز یکبار به دور سیاره ما نیز گردش میکند. در نتیجه، از دید یک ناظر بیرونی، ماه در یک مسیر مارپیچی حرکت میکند. به طور مشابه، بسیاری از اجرام کمربند کویپر نشانههایی از این دارند که مدارشان تحت تأثیر چیزی فراتر از گرانش خورشید قرار گرفته است.
اگرچه منجمان و دانشمندان علوم فضایی در ابتدا نسبت به نظریه سیاره نهم مشکوک بودند، اما به لطف رصدهای فزاینده و قدرتمند، شواهد بیشتری به دست آمده که نشان میدهد مدار اجرام فرانپتونی واقعاً نامنظم است. همانطور که براون در سال ۲۰۲۴ گفت:
من فکر میکنم بسیار بعید است که سیاره نهم وجود نداشته باشد. در حال حاضر هیچ توضیح دیگری برای اثراتی که میبینیم، و همچنین برای بیشمار اثرات ناشی از سیاره نهم که در منظومه شمسی شاهدش هستیم، وجود ندارد.
به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۸ اعلام شد که کاندیدای جدیدی برای یک سیاره کوتوله در مدار خورشید پیدا شده است که با نام 2017 OF201 شناخته میشود. قطر این جرم حدود ۷۰۰ کیلومتر است (زمین تقریباً ۱۸ برابر بزرگتر از آن است) و مداری به شدت بیضوی دارد. این عدم برخورداری از یک مدار تقریباً دایرهای به دور خورشید، نشاندهنده یک برخورد در اوایل شکلگیری آن است که آن را در این مسیر قرار داده، و یا ناشی از تأثیر گرانشی سیاره نهم است.
چالشهای پیش روی این نظریه
از سوی دیگر، اگر سیاره نهم وجود دارد، چرا تاکنون هیچکس آن را پیدا نکرده است؟ برخی از ستارهشناسان این سوال را مطرح میکنند که آیا دادههای مداری به دست آمده از اجرام کویپر برای نتیجهگیری قطعی درباره وجود آن کافی است یا خیر. در همین حال، توضیحات جایگزینی نیز برای حرکت این اجرام پیشنهاد میشود؛ مانند تأثیر یک حلقه از قطعات و آوارهای فضایی، یا ایده تخیلیترِ وجود یک سیاهچاله کوچک.
با این حال، بزرگترین مشکل این است که بخش بیرونی منظومه شمسی هنوز به اندازه کافی رصد نشده است. به عنوان مثال، جرم 2017 OF201 دوره مداری حدود ۲۴,۰۰۰ ساله دارد. اگرچه مسیر مداری یک جرم به دور خورشید را میتوان در عرض چند سال کوتاه به دست آورد، اما برای تشخیص تغییرات ظریف گرانشی، احتمالاً به رصد چهار تا پنج دوره مداری کامل نیاز است.
کشف اجرام جدید در کمربند کویپر نیز چالشهایی را برای نظریه سیاره نهم ایجاد کرده است. جدیدترین آنها جرم 2023 KQ14 نام دارد که توسط تلسکوپ سوبارو در هاوایی کشف شد.
این جرم به عنوان یک «سدنوئید» (sednoid) شناخته میشود؛ به این معنی که بیشتر وقت خود را در فاصلهای بسیار دور از خورشید سپری میکند، هرچند که همچنان در محدوده وسیعی قرار دارد که خورشید دارای کشش گرانشی است (این محدوده در فاصله حدود ۵,۰۰۰ واحد نجومی قرار دارد، جایی که هر واحد نجومی یا AU، فاصله زمین تا خورشید است). طبقهبندی این جرم به عنوان یک سدنونشین همچنین به این معنی است که نفوذ گرانشی نپتون تأثیر کم یا ناچیزی روی آن دارد.
نزدیکترین فاصله جرم 2023 KQ14 به خورشید حدود ۷۱ واحد نجومی و دورترین نقطه آن حدود ۴۳۳ واحد نجومی است. برای مقایسه، نپتون در فاصله حدود ۳۰ واحد نجومی از خورشید قرار دارد. این جرم جدید نیز دارای یک مدار بسیار بیضوی است، اما نسبت به 2017 OF201 پایدارتر است؛ امری که نشان میدهد هیچ سیاره بزرگی، از جمله سیاره نهم فرضی، تأثیر قابلتوجهی بر مسیر آن نمیگذارد. بنابراین، اگر سیاره نهم وجود داشته باشد، شاید باید در فاصلهای دورتر از ۵۰۰ واحد نجومی از خورشید قرار گرفته باشد.
برای بدتر کردن اوضاع برای نظریه سیاره نهم، این چهارمین سدنوئیدی است که کشف میشود. سه جرم دیگر نیز مدارهای پایداری از خود نشان میدهند که به همین ترتیب نشان میدهد هر سیاره نهمی احتمالاً باید در فاصلهای بسیار بسیار دور باشد.
با این وجود، این احتمال همچنان باقی است که یک سیاره عظیم واقعاً بر مدار اجرام داخل کمربند کویپر تأثیر بگذارد. اما توانایی اخترشناسان برای یافتن چنین سیارهای، به دلیل محدودیتهای سفرهای فضایی (حتی بدون سرنشین)، تا حدودی محدود است. بر اساس تخمینهای برگرفته از سرعت کاوشگر نیوهورایزنز (افقهای نو) ناسا، ۱۱۸ سال طول میکشد تا یک فضاپیما به اندازه کافی دور شود تا بتواند آن را پیدا کند.
این بدان معناست که ما باید برای شناسایی هر چیزی، همچنان به تلسکوپهای زمینی و فضایی متکی باشیم. با دقیقتر شدن قابلیتهای رصدی ما، سیارکها و اجرام دوردست جدیدی به طور مداوم در حال کشف هستند که این امر باید به تدریج پرده از آنچه در آن بیرون وجود دارد بردارد. پس چشم به این فضای (بسیار بزرگ) بدوزیم و ببینیم در سالهای آینده چه چیزهایی آشکار خواهد شد.
منبع: Scitechdaily
