فضا و نجوم
موضوعات داغ

سیاره‌ای برای کشف در منظومه شمسی باقی مانده؟

درس‌هایی از نپتون

کشف سیاره جدید در منظومه شمسی یک رخداد بسیار نادر است.اولین سیاره جدید، یعنی اورانوس، در سال ۱۷۸۱ توسط ویلیام هرشل کشف شد. این کشف نشان داد که علاوه بر عطارد، زهره، زمین، مشتری و زحل، سیاره دیگری نیز به دور خورشید در گردش است. مشاهده اورانوس پرسش‌های جدیدی را در ذهن ستاره‌شناسان ایجاد کرد. حرکت این سیاره با محاسبات نظری همخوانی نداشت. به عبارت دیگر، گویی نیروی گرانشی سیاره‌ای دیگر، مدار اورانوس را تحت تأثیر قرار می‌داد. به همین دلیل، ستاره‌شناسان سال‌ها به دنبال سیاره‌ای بودند که بتواند این اختلالات گرانشی را توجیه کند. سرانجام در سال ۱۸۴۶، سیاره نپتون کشف شد. با کشف نپتون، بسیاری از ابهامات درباره حرکت اورانوس برطرف شد. اما جستجو برای کشف اجرام آسمانی جدید همچنان ادامه داشت. در سال ۱۹۳۰، پلوتو کشف شد. هرچند در آن زمان پلوتو به عنوان یک سیاره طبقه‌بندی شد، اما مطالعات بعدی نشان داد که این جرم آسمانی ویژگی‌های یک سیاره کوتوله را دارد.
کشف پلوتو پایان اکتشاف سیارات منظومه شمسی بود که به نخستین سیارک شناخته شده کمربند کویپر تدیل شد. از دهه ۹۰ میلادی به بعد؛ با وجود مشاهدات فراوان ستاره شناسان، هیچ اثری از چیزی که بتوان آن را سیاره نامید پیدا نشد. ادعاهای بسیار شبه علمی در خصوص وجود سیاره نیبیرو Nibiru یا سیاره ایکس Planet X و امکان برخورد آن با زمین وجود دارد. این افسانه ها از دهه‌ها پیش ساخته شده و هنوز در گوشه و کنار می‌توان چیزهایی در این رابطه شنید.
پیش از هر چیز باید یادآوری کنیم که سیارات نمی توانند همینطور در منظومه شمسی در هر مسیری که می خواهند حرکت کنند. آنها در مداری حرکت می‌کنند که گرانش خورشید تعیین می‌کند. اگرچه که این مدار می‌تواند توسط نیروهای گرانشی کوچک‌تر سیارات دیگر کمی تغییر کند اما آن‌گونه که قوانین فیزیک ایجاب می کند؛ سیارات نمی‌توانند خودبه‌خود و از هیچ ظاهر شوند.

در خصوص کشف نپتون؛ همین داستان یعنی تاثیرات گرانشی بود که از وجود نپتون خبر می داد. نپتون بسیار از خورشید دور است؛ به‌طوری که با چشم غیرمسلح یا با یک تلسکوپ کوچک قابل رویت نیست. اما ستاره شناسان شاید نزدیک به صد سال در انتظار کشف نپتون بوده‌اند. ستاره‌شناسان قرن نوزدهم با مشاهده رفتار عجیب اورانوس به این نتیجه رسیدند که نیروی گرانشی جسمی ناشناخته، مدار این سیاره را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آن‌ها با استفاده از قوانین گرانش نیوتن، محاسبات دقیقی انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که باید سیاره‌ای ناشناخته در آن سوی اورانوس وجود داشته باشد.امروزه، با پیشرفت فناوری و ساخت تلسکوپ‌های قدرتمند، کشف اجرام آسمانی بسیار آسان‌تر شده است. با این حال، داستان کشف نپتون نشان می‌دهد که حتی بدون داشتن ابزارهای پیشرفته امروزی، می‌توان با استفاده از قوانین اساسی فیزیک و قدرت تفکر، به کشفیات بزرگ دست یافت. کشف شگفت انگیز نپتون نشان می‌دهد سیارات شناخته شده منظومه شمسی دقیقا طبق انتظارات ما حرکت می کنند و قاطعانه می‌توان گفت که هیچ چیزی نیست که از دیدرس ما دور مانده یا آن را نادیده گرفته باشیم. اگر سیاره‌ای در منظومه شمسی وجود داشته باشد که هنوز شناخته نشده بایستی بسیار بسیار دور باشد. البته این بسیار بسیار دور را می‌توان محاسبه کرد! محاسبه آن این‌طور است که یک سیاره احتمالی در چه فاصله‌ای  باید باشد که اثر اختلال گرانشی آن بر سیارات ناچیز و غیرقابل تشخیص شود. نتایج چنین محاسباتی نشان می دهد که اگر سیاره‌ای در حد و اندازه زمین وجود داشته باشد حداقل ۷۵۰ واحد نجومی AU دور است. یعنی ۷۵۰ برابر فاصله زمین تا خورشید. اگر سیاره ای در فاصله ای نزدیکتر از ۷۵۰ واحد نجومی قرار می داشت؛ می بایست اثر گرانشی آن را مدت‌ها پیش در محاسبات‌مان پیدا می کردیم.
هر چقدر سیاره احتمالی مورد نظر بزرگتر باشد اثر گرانشی قوی تری از خود به روی سیارات دیگر به جای میگذارد و بنابراین بایستی در صورت وجود؛ دورتر قرار داشته باشد. مثلا اگر سیاره‌ای در ابعاد مشتری وجود داشته باشد که ما هنوز آن را کشف نکرده باشیم؛ این سیاره باید ۱۳۵۰۰ واحد نجومی دور باشد. و اگر مداری داشته باشد و در مسیر حرکت خود به خورشید نزدیک شود ؛ تا ابد غیرقابل کشف باقی نخواهد ماند!

آیا این بدان معناست که هیچ سیاره دیگری برای کشف وجود ندارد؟

نه الزاما! منظومه شمسی بسیار بزرگ است. دورترین قسمت آن هم شامل ابر اوورت Oort cloud است. ناحیه‌ای که در آن بی شمار ستاره دنباله‌دار و سیارک و خرده اشیاء فضایی قرار دارد. خرده سنگ‌هایی که بسیاری از آنها در هنگام شکل گیری سیارات منظومه شمسی، کهکشان ما را ترک کردند و تعدادی نیز در ابر اوورت باقی ماندند.
بنابر این این مساله که سیاراتی هم در آن ناحیه شکل گرفته باشند اساسا غیرممکن نیست. ابر اورت در خارج کمربند کویپر واقع شده و عرض آن از فاصله حدود ۱۰۰ واحد نجومی از زمین شروع شده و تا ۱۰۰ هزار واحد نجومی ادامه پیدا می‌کند. مثلا ممکن است در اثر برخورد اجرام آسمانی (مثلا در مورد شکل گیری ماه) بسیاری از سیارات به فضای بین ستاره ای پرتاب شده‌ و بعضی از آنها به ابر اوورت وارد شده باشند.
چنین چیزی به لحاظ نظری کاملا ممکن است. در فاصله ۱۰۰ هزار واحد نجومی به قدر کافی جا برای سیارات ناشناخته هست. البته در حال حاضر ما بخت خیلی کمی برای شناسایی آنها داریم؛ چنین سیاراتی به قدری از خورشید دورند که نمی‌توان آنها را با تلسکوپ مشاهده کرد و از طرفی به دلیل دور بودن از خورشید؛ سرد و تاریک هم هستند. و آنقدری از ما دورند که هیچ اثر گرانشی بر مدار سیارات شناخته شده از خود نشان نمی‌دهند.

درنهایت

برای پاسخ به این پرسش که آیا هنوز سیاره کشف نشده ای در منظومه شمسی وجود دارد یا نه؛ باید اطلاعات و امکانات به مراتب بیش از آنچه که اکنون در اختیار داریم داشته باشیم. به احتمال زیاد سیاراتی در فاصله های بسیار بسیار دور از ما ممکن است وجود داشته باشند اما می توان گفت که ما به این زودی ها شانسی برای کشف آنها نخواهیم داشت.

مشاهده بیشتر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا