آیا منظومه شمسی یک سیاره دیگر دارد؟

پژوهشگران با بررسی انحراف مدار اجرام منظومه شمسی فراتر از نپتون، شواهدی از وجود سیاره‌ای فرضی با جرمی در حد عطارد تا زمین در فاصله ۱۰۰ تا ۲۰۰ واحد نجومی یافته‌اند که به آن Planet Y گفته می‌شود.

به گزارش تک‌ناک، منظومه شمسی مرزی قطعی و مشخص ندارد. تأثیر خورشید در برخی نواحی به حدی کم است که کاوشگرهای Voyager توانستند از محدوده آن خارج و وارد فضای میان‌ستاره‌ای شوند. با وجود این، همچنان دنباله‌دارها و حتی اجرام بزرگ در فواصل بسیار دور به گرد خورشید می‌چرخند. همین موضوع سال‌ها است که ذهن ستاره‌شناسان را به خود مشغول کرده و آنان را به این پرسش واداشته است که در آن مناطق تاریک و دوردست، جایی که خورشید تنها یکی از ستارگان آسمان است، چه چیزهایی پنهان مانده‌اند.

اکنون یک تیم تحقیقاتی احتمال وجود یک سیاره تازه را مطرح کرده است. این جرم ناشناخته، همان Planet 9 مشهور نیست؛ جرمی که بزرگ‌تر از زمین و کوچک‌تر از نپتون در نظر گرفته می‌شود و به نظر می‌رسد که در فاصله‌ای دست‌کم ۳۰۰ برابر دورتر از زمین، به دور خورشید می‌چرخد. ایده وجود سیارات ناشناخته در منظومه شمسی پیشینه‌ای طولانی دارد. پیش از آنکه فرضیه Planet 9 مطرح شود و زمانی که پلوتو هنوز به عنوان سیاره شناخته می‌شد و به رده سیارات کوتوله تنزل نیافته بود، این ایده با نام Planet X شناخته می‌شد؛ نامی که هم به معنای عدد ۱۰ در اعداد رومی است و هم در ریاضیات نماد مجهول به حساب می‌آید.

امروزه Planet X با Planet 9 یکسان در نظر گرفته می‌شود. از همین رو، پژوهشگران در مقاله‌ای تازه که برای انتشار پذیرفته شده است، پیشنهاد کرده‌اند که این دنیای فرضی جدید، Planet Y نامیده شود. شواهد ارائه‌شده برای وجود این جرم ناشناخته از انحراف در صفحه مداری اجرام فراتر از نپتون یا همان TNOها به دست آمده است؛ مداری که به شکلی مداوم نسبت به صفحه اصلی منظومه شمسی کج و دچار انحراف است.

پژوهشگران برای این بررسی، داده‌های مربوط به اجرامی را تحلیل کردند که در فاصله ۵۰ تا ۴۰۰ واحد نجومی از خورشید در گردش هستند (هر واحد نجومی معادل فاصله زمین تا خورشید است). دانشمندان اجرامی را که مدار آنها با نپتون در رزونانس بود، مانند جرمی که به ازای هر ۱۰ دور نپتون یک بار خورشید را دور می‌زند، کنار گذاشتند و سپس به مطالعه توزیع باقی اجرام پرداختند.

نتایج نشان داد که در فاصله ۵۰ تا ۸۰ واحد نجومی هیچ انحرافی وجود ندارد، اما در فاصله‌های ۸۰ تا ۲۰۰، همچنین ۸۰ تا ۴۰۰ واحد نجومی، شواهد آماری از انحرافی حدود ۱۵ درجه به دست آمده است. احتمال اینکه چنین انحرافی صرفاً یک اتفاق تصادفی باشد تنها ۲ درصد است. بنابراین با کشف اجرام بیشتر باید انتظار داشت که این یافته تأیید شود.

اگر این پدیده یک تصادف آماری نباشد، بهترین توضیح برای آن وجود سیاره‌ای در منظومه شمسی است با جرمی میان عطارد و زمین که در فاصله ۱۰۰ تا ۲۰۰ واحد نجومی به دور خورشید می‌گردد. سیاره‌ای با جرم برابر پلوتو نیز می‌تواند علت این انحراف باشد، اما این گزینه انتخاب نخست پژوهشگران نیست. هر جرم بزرگ‌تر از زمین نیز باید انحرافی در محدوده ۵۰ تا ۸۰ واحد نجومی ایجاد می‌کرد و به احتمال زیاد تاکنون کشف شده بود.

برخی تحقیقات مستقل پیش‌تر نیز وجود سیاره‌ای مشابه Planet Y را برای توضیح این انحراف یا دیگر ویژگی‌های اجرام فراتر از نپتون مطرح کرده بودند. نکته امیدوارکننده این است که در چند سال آینده امکان تأیید یا رد وجود چنین سیاره‌ای با کمک رصدخانه Vera Rubin فراهم خواهد شد.

پژوهشگران در بخشی از مقاله خود نوشته‌اند: «در نهایت باید توجه داشت که سیاره فرضی Planet Y همان‌گونه که در این تحقیق توصیف شده است، به احتمال زیاد توسط پروژه Legacy Survey of Space and Time (LSST) در رصدخانه Vera C. Rubin قابل شناسایی خواهد بود، اگر این جرم در محدوده تحت پوشش این رصدخانه قرار گیرد. حتی اگر چنین جرمی وجود داشته باشد، اما به دلیل موقعیت خاص خود در آسمان (برای نمونه در عرض‌های بالای دایره‌البروج) در دسترس LSST نباشد، این پروژه همچنان قادر خواهد بود جزئیات مربوط به انحراف صفحه کمربند کویپر ناشی از آن را آشکار کند.»

این مقاله برای انتشار در نشریه معتبر Monthly Notices of the Royal Astronomical Society پذیرفته شده است و نسخه کامل آن در پایگاه علمی ArXiv در دسترس عموم قرار دارد.