آیا سیاره کشف نشده دیگری در دوردست منظومه شمسی در کمین است؟ آیا مداری دور به دور خورشید را در قلمرو تاریک دنباله دارها و دیگر اجرام یخی دنبال می کند؟ برای برخی از محققان، پاسخ “تقریباً به طور قطع” است.
مورد برای سیاره نهم (P9) حداقل به سال 2016 برمی گردد. در آن سال، ستاره شناسان مایک براون و کنستانتین باتیگین شواهد منتشر شده وجود آن را نشان می دهد. آنها به همراه همکارانشان از آن زمان کارهای دیگری را در حمایت از P9 منتشر کردند.
شواهد زیادی برای وجود P9 وجود دارد، اما هیچ کدام به آستانه اثبات قطعی نرسیده است. دلیل اصلی مربوط به مدارهای اجرام ماوراء نپتونی شدید (اتنو). آنها یک گروه عجیب و غریب را نشان می دهند که نشان دهنده یک جسم عظیم است. P9 می تواند این اجرام را در مدارشان ردیابی کند.
نام براون و باتیگین، هر دو ستاره شناس Caltech، اغلب در ارتباط با P9 ظاهر می شوند. آنها اکنون مقاله دیگری را با همکاران خود الساندرو موربیدلی و دیوید نسورنی منتشر کرده اند که شواهد بیشتری در حمایت از P9 ارائه می کند.
با عنوان “تولید TNOهای کم شیب که از سیاره نهم از نپتون عبور می کنند.این در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
نویسندگان می‌نویسند: «بخش‌های دوردست منظومه شمسی، ساختار دینامیکی غیرعادی فراوانی را نشان می‌دهد، که اشاره‌ای به حضور یک جسم عظیم فرا نپتونی هنوز کشف نشده – سیاره نهم (P9) دارد. تحلیل‌های قبلی نشان داده‌اند که چگونه تکامل مداری ناشی از این جرم می‌تواند منشأ طیف گسترده‌ای از مدارهای عجیب و غریب را توضیح دهد.
باتیگین، براون، موربیدلی و نسورنی برای بررسی عمیق‌تر این مشکل، اجرام فرا نپتونی (TNOs) را با مدارهای معمولی‌تر مورد مطالعه قرار دادند. آنها شبیه سازی N-body از این اجرام را انجام دادند که شامل همه چیز از کشش سیارات غول پیکر گرفته تا جزر و مد کهکشانی به ستاره های در حال گذر
29 جرم در پایگاه داده سیاره‌های کوچک دارای مدارهای مشخص شده با 100 AU، شیب کمتر از 40 درجه و q (حضیض) <30 au هستند. از این 29، 17 مدار دارای مدارهای کمی هستند. محققان شبیه سازی های خود را بر روی این 17 متمرکز کردند.
هدف محققان تجزیه و تحلیل منشأ این اشیاء و تعیین اینکه آیا می توان از آنها به عنوان کاوشگر P9 استفاده کرد یا خیر بود. برای رسیدن به این هدف، آنها دو مجموعه مجزا از شبیه سازی را اجرا کردند. یک مجموعه با P9 در منظومه شمسی و یک مجموعه بدون.
شبیه سازی ها در تی=300 میلیون سال یعنی 300 میلیون سال از وجود منظومه شمسی. در آن زمان، نویسندگان توضیح می‌دهند که «تکامل دینامیکی ذاتی در منظومه شمسی بیرونی هنوز در مراحل ابتدایی است»، در حالی که زمان کافی برای پراکنده شدن خوشه ستاره‌ای منظومه شمسی و برای سیارات غول‌پیکر تا حد زیادی سپری شده است. مهاجرت خود را به پایان رساندند. آنها با حدود 2000 جسم یا ذره در شبیه سازی با حضیض های بزرگتر از 30 au و محورهای نیمه اصلی بین 100 تا 5000 au، به پایان رسیدند. این همه اجرام عبور از نپتون را از شرایط اولیه شبیه سازی حذف کرد. آنها خاطرنشان می کنند: «نکته مهم این است که این انتخاب شرایط اولیه به طور ذاتی با مدار فرضی P9 مرتبط است.
شکل زیر تکامل برخی از 2000 شیء موجود در شبیه سازی ها را نشان می دهد.
اینها نتایج جالبی هستند، اما محققان خاطرنشان می کنند که آنها به هیچ وجه وجود P9 را ثابت نمی کنند. این مدارها می توانند توسط چیزهای دیگری مانند جزر و مد کهکشانی ایجاد شوند. در مرحله بعدی، آنها توزیع حضیض را بررسی کردند.
نویسندگان نوشتند: «با در نظر گرفتن سوگیری‌های مشاهده‌ای، نتایج ما نشان می‌دهد که معماری مداری این گروه از اجرام با پیش‌بینی‌های مدل P9-شامل مطابقت دارد». “در مقابل، سناریوی no-P9 از نظر آماری در ~ 5 رد شده است? سطح اطمینان.”
نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که چیزی غیر از P9 ممکن است باعث ایجاد مقاومت مداری شود. ستاره در یک خوشه متولد شد و دینامیک خوشه می توانست این اجرام را قبل از پراکندگی خوشه در مدارهای غیرعادی خود قرار دهد. تعدادی از سیارات سرکش به جرم زمین نیز ممکن است مسئول باشند که بر معماری بیرونی منظومه شمسی برای چند صد میلیون سال قبل از حذف شدن به نحوی تأثیر گذاشته اند.
با این حال، نویسندگان 17 TNO خود را به دلیلی انتخاب کردند. نویسندگان می نویسند: «به دلیل تمایل کم و حضیض، این اجرام هرج و مرج مداری سریعی را تجربه می کنند و عمر دینامیکی کوتاهی دارند. این بدان معنی است که هر چیزی که این اجسام را به این مدارها می برد در حال انجام است، نه یادگاری از گذشته.
نتیجه مهم این کار این است که منجر به پیش بینی های نادرست می شود. و ممکن است لازم نباشد برای آزمایش نتایج زیاد منتظر بمانیم. هیجان انگیز است که دینامیک شرح داده شده در اینجا، همراه با سایر شواهد برای P9، به زودی با شروع عملیاتی VRO با یک آزمایش سخت روبرو خواهد شد.رصدخانه ورا روبین)» نویسندگان می نویسند.
اگر P9 واقعی است، چیست؟ این می تواند هسته یک سیاره غول پیکر باشد که در روزهای اولیه منظومه شمسی به بیرون پرتاب شده است. این می تواند یک سیاره سرکش باشد که در فضای بین ستاره ای حرکت کرده تا زمانی که در محیط گرانشی منظومه شمسی ما گرفتار شود. یا می تواند سیاره ای باشد که در مداری دور شکل گرفته و توسط یک ستاره در حال عبور به مدار خارج از مرکز خود رانده شده است. اگر ستاره شناسان بتوانند وجود P9 را تایید کنند، سوال بعدی این خواهد بود که “آن چیست؟”
اگر اصلاً به نحوه کار علم علاقه دارید، مورد P9 بسیار آموزنده است. لحظات اورکا در نجوم مدرن نادر است. شواهد به تدریج ساخته می شوند، همراه با بحث و نقطه مقابل. ایرادات مطرح می شود و ناهماهنگی ها اشاره می شود، سپس روش ها اصلاح می شود و تفکر پیشرفت می کند. آنچه که به عنوان یک سوال فراگیر شروع شد به سوالات کوچکتر و با پاسخ آسان تر تقسیم می شود.
اما سوال بزرگ در حال حاضر غالب است و احتمالاً برای مدتی ادامه خواهد داشت: آیا سیاره نهم وجود دارد؟
روی خط بمانید.