سیاره نهم؛ حقیقت یا افسانه؟ / جدال علمی بر سر کشف جرم ناشناخته در مرز‌های منظومه شمسی

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از فرارو، پرسش از وجود یک سیاره عظیم و کشف‌نشده در دورترین مرز‌های منظومه شمسی، یکی از قدیمی‌ترین ایده‌های نجومی است که ریشه آن به پیش از کشف پلوتو در دهه ۱۹۳۰ میلادی بازمی‌گردد. در آن زمان، ستاره‌شناسان برجسته از مفهومی با عنوان «سیاره X» برای توضیح انحراف مشاهده‌شده در مدار اورانوس نسبت به پیش‌بینی‌های فیزیکی استفاده می‌کردند؛ انحرافی که به‌نظر می‌رسید می‌تواند ناشی از کشش گرانشی یک جرم ناشناخته، چندین برابر بزرگ‌تر از زمین باشد.

سای‌تِک‌دیلی، این معما بعد‌ها با بازنگری در محاسبات جرم نپتون در دهه ۱۹۹۰ تا حد زیادی حل شد، اما ایده وجود یک جرم بزرگ در بیرون منظومه شمسی هرگز به‌طور کامل کنار گذاشته نشد.

بازگشت فرضیه با «سیاره نهم»

در سال ۲۰۱۶، نظریه‌ای تازه درباره وجود «سیاره نهم» توسط ستاره‌شناسان کنستانتین باتیگین و مایک براون از مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) مطرح شد. این فرضیه به کمربند کویپر مربوط می‌شود؛ منطقه‌ای عظیم فراتر از نپتون که شامل سیارات کوتوله، سیارک‌ها و اجرام یخی است و پلوتو نیز در آن قرار دارد.

بر اساس این نظریه، بسیاری از اجرام کمربند کویپر (که به آنها اجرام فرانپتونی نیز گفته می‌شود) مدار‌هایی غیرعادی دارند. برخلاف انتظار، این اجرام همگی در یک الگوی یکنواخت و پیش‌بینی‌پذیر به دور خورشید نمی‌چرخند.

باتیگین و براون استدلال کردند که تنها توضیح محتمل برای این ناهنجاری‌ها، وجود جرمی بزرگ با اثر گرانشی قابل توجه است که بر مدار این اجرام اثر می‌گذارد.

برای توضیح این مفهوم، آنها به قیاس سامانه زمین–ماه اشاره می‌کنند: ماه علاوه بر گردش سالانه به دور خورشید همراه زمین، تحت تأثیر گرانش زمین هر ۲۷ روز یک بار به دور آن می‌چرخد و از دید ناظر بیرونی، مسیری مارپیچی را طی می‌کند. به همین شکل، اجرام کمربند کویپر نیز می‌توانند تحت تأثیر نیرویی ناشناخته از مسیر‌های مداری معمول منحرف شوند.

شواهد رو به رشد و دیدگاه‌های متفاوت

اگرچه در ابتدا جامعه علمی نسبت به فرضیه سیاره نهم تردید داشت، اما داده‌های رصدی جدید نشان دادند که مدار اجرام فرا نپتونی (TNOs) واقعاً رفتار‌های غیرعادی دارند.

مایک براون در سال ۲۰۲۴ در این‌باره گفته است: «من فکر می‌کنم بسیار بعید است که P ۹ وجود نداشته باشد. در حال حاضر هیچ توضیح دیگری برای اثراتی که می‌بینیم، و همچنین برای اثرات بی‌شمار دیگری که P ۹ در منظومه شمسی ایجاد می‌کند، وجود ندارد.»

یکی از نمونه‌های مهم در این زمینه، کشف جرم ۲۰۱۷ OF۲۰۱ در سال ۲۰۱۸ است؛ جرمی با قطر حدود ۷۰۰ کیلومتر و مداری بسیار کشیده. این مدار غیرعادی می‌تواند نتیجه برخوردی در گذشته یا اثر گرانشی یک جرم ناشناخته مانند سیاره نهم باشد.

چالش‌های نظریه؛ چرا هنوز پیدا نشده است؟

با وجود جذابیت علمی این فرضیه، پرسش اصلی همچنان پابرجاست: اگر سیاره نهم وجود دارد، چرا هنوز مشاهده نشده است؟

برخی ستاره‌شناسان معتقدند داده‌های مداری فعلی از اجرام کمربند کویپر برای نتیجه‌گیری قطعی کافی نیست. در مقابل، فرضیه‌های جایگزینی مانند وجود یک حلقه عظیم از اجرام پراکنده یا حتی یک سیاه‌چاله کوچک نیز مطرح شده است.

با این حال، چالش بزرگ‌تر به محدودیت رصد‌های نجومی بازمی‌گردد. بخش‌های بیرونی منظومه شمسی هنوز به‌طور کامل بررسی نشده‌اند و بسیاری از اجرام دارای دوره‌های مداری بسیار طولانی هستند؛ برای مثال، ۲۰۱۷ OF۲۰۱ حدود ۲۴ هزار سال طول می‌کشد تا یک دور کامل به دور خورشید بزند. در چنین مقیاسی، برای مشاهده تغییرات ناشی از یک جرم گرانشی ناشناخته، ممکن است نیاز به چندین چرخه مداری کامل باشد.

کشف ۲۰۲۳ KQ۱۴ و پیچیده‌تر شدن معما

در ادامه این پژوهش‌ها، کشف جرم ۲۰۲۳ KQ۱۴ توسط تلسکوپ سوبارو در هاوایی، چالش جدیدی برای نظریه سیاره نهم ایجاد کرده است.

این جرم در دسته «سدنوئیدها» قرار می‌گیرد؛ اجرامی دوردست که بخش عمده زمان خود را در فاصله‌های بسیار زیاد از خورشید سپری می‌کنند و تأثیر گرانشی نپتون بر آنها ناچیز است.

این جسم در نزدیک‌ترین نقطه حدود ۷۱ واحد نجومی و در دورترین نقطه حدود ۴۳۳ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد. در مقایسه، نپتون تنها حدود ۳۰ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد.

بر اساس تحلیل‌ها، مدار ۲۰۲۳ KQ۱۴ نسبت به برخی اجرام مشابه پایدارتر است؛ موضوعی که نشان می‌دهد اگر سیاره نهم وجود داشته باشد، احتمالاً باید در فاصله‌ای بیش از ۵۰۰ واحد نجومی از خورشید قرار گرفته باشد تا تأثیر قابل توجهی بر این اجرام نگذارد.

این جرم چهارمین سدنوئید کشف‌شده تاکنون است و سه سدنوئید دیگر نیز مدار‌های پایداری مشابه دارند؛ موضوعی که برخی پژوهشگران آن را نشانه‌ای از دور بودن بیش از حد هر جرم فرضی بزرگ در این ناحیه می‌دانند.

چشم‌انداز آینده

با وجود همه شواهد و تردیدها، دانشمندان تأکید می‌کنند که هنوز نمی‌توان وجود یک سیاره بزرگ در فراتر از کمربند کویپر را رد کرد. اما شناسایی آن بسیار دشوار است؛ حتی بر اساس برآوردها، اگر یک فضاپیما با سرعت کاوشگر نیوهورایزنز ناسا حرکت کند، حدود ۱۱۸ سال طول می‌کشد تا به فاصله‌ای برسد که بتوان چنین جرمی را به‌طور مستقیم جست‌و‌جو کرد.

در نتیجه، آینده این جست‌و‌جو به تلسکوپ‌های زمینی و فضایی وابسته است. با پیشرفت فناوری‌های رصدی و کشف مداوم اجرام جدید، دانشمندان امیدوارند تصویر دقیق‌تری از ساختار واقعی منظومه شمسی بیرونی به دست آورند.

تا آن زمان، سیاره نهم همچنان یکی از جذاب‌ترین و حل‌نشده‌ترین معما‌های علم نجوم باقی می‌ماند.