لقد ألهم البحث عن كوكب غير معروف في نظامنا الشمسي علماء الفلك لأكثر من قرن. الآن ، تشير دراسة حديثة إلى مرشح جديد محتمل ، أطلق عليه مؤلفو الصحيفة Planet Y.
لم يتم اكتشاف الكوكب ولكن تم استنتاجه فقط من خلال المدارات المائلة لبعض الأشياء البعيدة في حزام Kuiper – حلقة كبيرة من الأجسام الجليدية خارج مدار نبتون. قال الباحثون إن شيئًا ما يجب أن يزعج هذه المدارات ويميلها.
وقال المؤلف الرئيسي للأمير سيراج ، وهو عالم الفيزياء الفلكية ومرشح الدكتوراه في قسم العلوم الفيزيائية الفلكية في جامعة برينستون: “أحد التفسيرات هو وجود كوكب غير مرئي ، وربما أصغر من الأرض وربما أكبر من الزئبق ، والدوران في النظام الشمسي الخارجي العميق”. “هذه الورقة ليست اكتشافًا لكوكبًا ، لكنها بالتأكيد اكتشاف لغز يكون الكوكب حلاً محتملًا له.” أبلغ سيراج وشاركوه عن النتائج التي توصلوا إليها في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل.
يعد Planet Y الأحدث في سلسلة من كواكب النظام الشمسي الافتراضي الذي اقترحه العلماء في السنوات الأخيرة ، كل ذلك بخصائص مختلفة قليلاً ، ولكن يُعتقد بشكل جماعي أنه يتربص في حزام كويبر – أيضًا موطن بلوتو ، وهو الكوكب التاسع السابق الذي تم تراجعه وتصنيفه ككوكب قزم في عام 2006.
بلوتو كما رأينا مركبة الفضاء الجديدة في ناسا ، التي استحوذت على هذا الرأي في عام 2015.
والسبب في أن العديد من مرشحي “الكوكب التاسع” ظهر هو أن حزام كويبر هو منطقة مظلمة بعيدة من النظام الشمسي وأن الملاحظات صعبة وغير مكتملة. لكن من المحتمل أن تتغير مثل هذه العقبات ، حيث يستعد تلسكوب جديد يسمى مرصد Vera C. Rubin لبدء مسحه لمدة 10 سنوات لسماء الليل.
قال سراج: “أعتقد في غضون عامين إلى ثلاث سنوات ، ستصبح نهائية”. “إذا كان Planet Y في مجال رؤية التلسكوب ، فسيكون قادرًا على العثور عليه مباشرة.”
نقاش ساخن
بعد اكتشاف نبتون في عام 1846 ، استمر علماء الفلك في البحث عن كوكب آخر لنظام الطاقة الشمسي ، والذي أصبح في أوائل القرن العشرين يعرف باسم Planet X ، وهو اسم شاعه عالم الفلك Percival Lowell. كان يشتبه في أن الحالات الشاذة في مدارات نبتون وأورانوس كانت بسبب جسم غير مكتشف.
عندما تم اكتشاف بلوتو في عام 1930 ، أعلن علماء الفلك عن ذلك الكوكب التاسع ، ويفكرون في البداية أنه كوكب X. ولكن في العقود التالية ، اعتبر بلوتو صغيراً للغاية بحيث لا يمكن حساب المخالفات ، وبحلول أوائل التسعينيات ، كشفت بيانات من مجس Voyager 2 عن أن نبتون كان أقل من التفكير في السابق ، مما أدى إلى توضيح أو أوائل الحاجة إلى حاجة إلى حاجة إلى حاجة إلى.
تم إحياء البحث في عام 2005 عندما اكتشف ثلاثة من علماء الفلك ، بمن فيهم مايك براون ، أستاذ علم الفلك الكوكبي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، إريس – جسم جليدي أكبر قليلاً من بلوتو يدور حول الشمس من حزام كويبر.
مفهوم الفنان لكوكب القزم إيريس وعروض القمر. الشمس هي النجم الصغير في المسافة. – NASA/JPL-Caltech
أدى هذا الاكتشاف في نهاية المطاف إلى تأخير بلوتو الذي كان مختلطًا كثيرًا من كوكب إلى كوكب القزم ، وفي عام 2016 ، نشر براون وزميله كونستانتين باتيين لأول مرة أبحاثًا حول فرضيتهم الخاصة بكوكب نظام شمسي إضافي ، والذي أطلقوا عليه اسم الكوكب التاسع.
يُعتقد أن الكوكب التاسع يتراوح بين خمسة و 10 أضعاف كتلة الأرض وسيتم تدور حول الشمس إلى ما وراء بلوتو ، في حوالي 550 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. افترض العلماء حول الكواكب المخفية ذات الأبعاد المختلفة على مر السنين ، بدءًا من جسم بحجم المريخ إلى “بلوتو سوبر”.
قال سراج أن البحث عن الكوكب التاسع أو Y هو نقاش ساخن في علم الفلك. وقال: “أعتقد أنها نقاش مثير للغاية ، وفي الواقع كان هذا هو الدافع لنا للتحقيق في القضية ، بسبب كل هذا النقاش في الأدب”. “أعتقد أننا محظوظون جدًا لأن نعيش في وقت قد يتم فيه إجراء هذه الاكتشافات.”
وقال إن الكوكب التاسع و Planet y ليسا حصريين بشكل متبادل ، وقد يكونا كلاهما موجودًا.
بدأ بحث Siraj’s Planet Y منذ حوالي عام عندما كان يحاول معرفة ما إذا كان شكل حزام Kuiper مسطحًا. وقال: “تتمتع كواكب النظام الشمسي بميل بسيط لأعلى ولأسفل ، ولكن بشكل عام ، فهي نوعًا ما من الأخاديد تقريبًا في سجل” ، في إشارة إلى مدارات كواكب النظام الشمسي على نفس الطائرة تقريبًا.
وأضاف أن التوقعات هي أن الأجسام الجليدية خارج نبتون يجب أن تظهر اتجاهًا مشابهًا – “يجب أن يكون الطاولة موازية للسجل” ، كما يقول سيراج – لكنهم لا يفعلون ذلك.
وقال سيراج: “لقد كان من المفاجئ أن نجد أنه بعد حوالي 80 مرة من مسافة الأرض ، يبدو أن النظام الشمسي يميل فجأة بحوالي 15 درجة ، وهذا ما أثار فرضية الكوكب”. “لقد بدأنا في محاولة التوصل إلى تفسيرات أخرى غير كوكب يمكن أن يفسر الميل ، ولكن ما وجدناه هو أنك تحتاج فعليًا إلى كوكب هناك ، لأنه إذا كان هذا بعض ميزة كيفية تشكيل النظام الشمسي ، أو إذا كان ذلك بسبب نجم يحلق ، لكان قد انتهى المشوهات الآن.”
توضيح لحزام كويبر ، وهي منطقة من المواد المتبقية من التاريخ المبكر للنظام الشمسي الذي يشبه القرص الكثيف ويبدأ خارج مدار نبتون. – ناسا
قام سيراج ومشاركوه بإدارة عمليات محاكاة كمبيوتر ، والتي شملت جميع الكواكب المعروفة بالإضافة إلى الكواكب الافتراضية. استمروا في تغيير المعلمات لهذا الأخير ووجدوا أن الفرضيات السابقة مثل Planet Nine لا تعمل لطرازها ، وكانوا بحاجة إلى واحدة جديدة. وقال: “من المرجح أن يكون الكوكب Y عبارة عن جسم زئبق لجنة الأرض ، ما يقرب من 100 إلى 200 ضعف مسافة التون الأرض ، مائلة ما لا يقل عن 10 درجات بالنسبة للكواكب الأخرى”.
الوضوح في الأفق
نظرًا لأن حزام Kuiper يصعب مراقبته ، يعتمد علماء الفلك على دراسة مدارات عدد محدود من الكائنات لاستنتاج وجود كوكب. في حالة دراسة سيراج ، هذا العدد هو حوالي 50 ، مما يجعل وجود الكوكب غير مؤكد.
“مع هذه الكائنات ما يقرب من 50 كائن ، فإن الأهمية الإحصائية في نطاق 96 ٪ إلى 98 ٪” ، قال. “إنها قوية ، لكنها ليست نهائية بعد.”
سيتم اكتشاف العديد من هذه الأشياء بمجرد أن تبدأ فيرا روبن مهمتها الرئيسية هذا الخريف. يجلس التلسكوب على جبل 2682 مترًا (8800 قدمًا) في تشيلي ، ويضم التلسكوب أكبر كاميرا رقمية في العالم وسيصور السماء بأكملها كل ثلاثة أيام.
قال سراج: “إنه حقًا إنجاز الهندسة”. “في الأساس ، سوف يسمح لنا بمشاهدة فيلم للكون ، مع وجود كل إطار في إيقاع لمدة ثلاثة أيام. هذا هو الاستطلاع المثالي لأخذ إحصاء للنظام الشمسي ، لأنه يتعين علينا البحث في السماء بالكامل حتى نتمكن من العثور على كائنات بعيدة ، بما في ذلك كواكب إضافية وغير مرئية.”
وقال باتيجين ، أستاذ علوم الكواكب في Caltech الذي كتب العديد من الدراسات على الكوكب التاسع ، لكنه لم يشارك في بحث الكوكب Y: وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني: “خلال السنوات القادمة ، سيكشف مرصد فيرا روبن عن الهيكل الديناميكي للنظام الشمسي الخارجي بوضوح غير مسبوق”. بمجرد وصول بيانات روبن ، يجب على علماء الفلك الحصول على صورة أكثر وضوحًا حول ما إذا كان يميل حزام كويبر إلى الكواكب الإضافية التي تتجاوز نبتون.
مرصد Vera C. Rubin في Cerro Pachon ، تشيلي. – Vera C. Rubin مرصد/نشرة/وكالة ANADOLU/Getty Images
وقال سامانثا لولر ، أستاذ مشارك في علم الفلك بجامعة ريجينا في ساسكاتشوان ، إن عمل سراج هو تحليل دقيق لمدارات كائن حزام كويبر المعروفة ، وتبحث عن أنماط بطريقة مختلفة قليلاً عن الدراسات السابقة. كما أنها لم تشارك في الورقة الأخيرة.
وقال لولر إن النتائج مثيرة للاهتمام ولكنها بالتأكيد غير نهائية. وقالت في رسالة بالبريد الإلكتروني ، في إشارة إلى نظرية الكوكب التاسعة: “لا أعتقد أن هناك أدلة جيدة على كوكب كبير إلى حد ما من المفترض أن يتسبب في تجميع مدارات حزام كويبر البعيدة” ، في إشارة إلى نظرية الكوكب التاسعة. “لكنني أعتقد أن هناك أدلة واعدة على أن هناك جسمًا أصغر هناك يزيح بمهارة مدارات بعض الأشياء البعيدة للغاية.” وهي توافق على أن تلسكوب روبن سيكتشف قريبًا آلاف كائنات حزام كويبر الجديدة واختبار بعض هذه التنبؤات.
وقالت باتريك صوفيا ليكوكا ، أستاذة مشاركة في علوم الكواكب في جامعة كينداي في اليابان ، إن الدراسة الجديدة هي نظرة رائعة على حزام كويبر البعيدة ، وهي منطقة لا تزال غير مستكشفة إلى حد كبير. كما أنه لم يسهم في ورقة الكوكب.
وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إن فكرة أن كوكب الزئبق إلى الأرض يمكن أن يكون سبب التزييف المذكور أمر معقول”.
وأضاف Lykawka: “إنه يضيف وزنًا إلى الفرضية القائلة بأن هناك حاليًا كوكب غير مكتشف في النظام الشمسي الخارجي البعيد”. “أخيرًا ، توضح الدراسة أنه من الأهمية بمكان إجراء مسوحات للأجسام عبر النبتون ، وخاصة في حزام الكويبر البعيد ، لأنها تحمل مفتاحًا لفهم أعمق لكيفية تشكيل نظام الطاقة الشمسي بأكمله قبل مليارات السنين.”
اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder’s Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com