ما الذي يحدث في المناطق البعيدة لنظامنا الشمسي؟ هل هناك كوكب 9 هناك؟
في الامتداد المتجمد لنظامنا ، هناك أجسام على مسارات مدارية لا معنى لها فيما يتعلق بنظامنا الشمسي ذي ثمانية كواكب. يبدو أن هناك جثة غير مكتشفة هناك ، أكثر ضخامة عدة مرات من الأرض ، وتشكل مدارات بعض أجسام حزام Kuiper (KBOs) ، ودفع علماء الفلك إلى النظر بشكل أعمق وأكثر شمولاً في الامتدادات المتطرفة لنظامنا.
ما يبحثون عنه هو الكوكب التاسع الغامض وغير المثبت حتى الآن.
إن محاولة فهم نظامنا الشمسي هي واحدة من أقدم المهام لدينا ، وعلى الرغم من أن كتالوج الأشياء لدينا في النظام الشمسي الداخلي شامل جدًا ، إلا أن معرفتنا بالنظام الخارجي ليست كاملة. بالنسبة لعلماء الفلك ، لا تزال مراقبة تفاصيل النظام الخارجي شاقة. لكنهم يواصلون العمل في ذلك. وكلما راقبوا سلوك الأشياء البعيدة في حزام كويبر ، كلما زاد دليلهم على اكتشافهم للكوكب 9.
"إن فهم العمارة على نطاق واسع للنظام الشمسي يجسد أحد أقدم المساعي البشرية ويصنف ضمن التحديات الكبرى للعلوم الطبيعية."
من ورقة "فرضية تسعة الكوكب" بقلم باتيجين وآخرون. آل. 2019.
فيلم The Planet 9 Backstory
بدأت قصة الكوكب 9 بشكل جدي في أوائل عام 2016 ، عندما نشر علماء الفلك مايك براون وكونستانتين باتيجين ورقة بعنوان "دليل على كوكب عملاق بعيد في النظام الشمسي". (كان هناك حديث عن كواكب أخرى غير مكتشفة قبل ذلك ، ولكن كان في الغالب مجرد ثرثرة من لواء رقائق القصدير ، فيما يتعلق بـ "نيبيرو" أو "الكوكب العاشر". لكن كلما قل ذلك ، كان ذلك أفضل).
في بحثهم لعام 2016 ، أظهر Batygin و Brown أن هناك مجموعات من KBOs مداراتها تتشكل بطريقة لا يمكن تفسيرها إلا من خلال وجود كوكب آخر: الكوكب 9. في حين أن مدار معظم KBOs يظهر دليلاً واضحًا على أنه يرعى نبتون ، عدد كبير من KBOs البعيدة لا تفعل ذلك. يبدو أن مداراتها محاذاة عند نقطة بعيدة.
في تلك الورقة ، تناول المؤلفون هذا التناقض قائلين: "نجد أن المحاذاة المدارية التي يمكن ملاحظتها يمكن أن يحافظ عليها كوكب غريب الأطوار بعيد كتلة أكبر من ~ 10 كتل أرضية ، يقع مداره في نفس المستوى تقريبًا مثل مدار كويبر البعيد. أشياء حزام ... "
استندت ورقتهم جزئيًا إلى وجود Sedna ، وهو كوكب صغير تم رصده لأول مرة في عام 2003. كان الأوج ، أو أبعد مسافة عن الشمس ، كان أكثر من 900 وحدة فلكية (AU.) في ذلك الوقت ، كانت Sedna أكثر الأجسام برودة وأبعد التي عرفناها في النظام الشمسي. تم شرح مدار سيدنا المطول للغاية لأول مرة نتيجة لتأثير جاذبية نبتون. المشكلة هي أنها لا تقترب من نبتون.
لكن سيدنا كانت مجرد البداية. إنها واحدة من مجموعة من الكائنات تسمى الأجسام العابرة للحدود النتونية (eTNOs). في النهاية ، تم اكتشاف المزيد من هذه الأشياء البعيدة.
تم اكتشاف "بايدن" أو VP 113 لعام 2012 في عام 2012. تم اكتشاف "Goblin" أو 2015 TG 387 في عام 2015. ثم في عام 2018 ، اكتشف الفلكيون "FarOut" أو 2018 VG18. كل من هذه الأشياء أبعد وأبعد.
في الآونة الأخيرة ، قبل بضعة أيام فقط في الواقع ، اكتشف الفلكيون ما يشيرون إليه مازحين باسم FarFarOut. لا يُعرف الكثير عن هذا الكوكب حتى الآن ، ولكنه أبعد شيء تم اكتشافه حتى الآن في نظامنا الشمسي.
كيف يجدون أدلة على الكوكب 9
تم العثور على العديد من الأجسام البعيدة التي تشير إلى وجود الكوكب 9 بينما كان فريق من علماء الفلك بقيادة الدكتور سكوت شيبارد من معهد كارنيجي للعلوم يبحثون بالفعل عن الكوكب 9. بالطبع ، لم يجدوا الكوكب الافتراضي حتى الآن ، لكنهم يواصلون العثور على المزيد من الأدلة.
هذه الأشياء باهتة للغاية ويصعب اكتشافها. يتم عمل العثور عليها إلى حد كبير بواسطة أجهزة الكمبيوتر. وتهدف التلسكوبات القوية إلى أجزاء من السماء لفترات من الزمن ، ويتم التعرض للضوء على فترات من بضع دقائق. لكن القيام بذلك يولد كمية هائلة من البيانات ؛ كثيرًا جدًا على الفلكيين للتدقيق.
بدلاً من ذلك ، أجهزة الكمبيوتر التي تقوم بالكثير من العمل الروتيني. يستخدم الفلكيون الخوارزميات للسماح للكمبيوتر بالبحث عن الأجسام المتحركة على خلفية النجوم ، وعندما يعثر الكمبيوتر على أحدها ، فإنه يضع علامة عليه. بعد ذلك ، يلقي علماء الفلك نظرة ويعرفوا ما إذا كان الكمبيوتر على حق. ثم يقومون بملاحظات المتابعة لتأكيد النتائج.
دليل جديد على الكوكب 9
"إن البحث عن Planet Nine على قدم وساق بالفعل ، ومن المحتمل أنه في حالة وجود Planet Nine - كما هو متصور هنا - فسيتم اكتشافه خلال العقد القادم."
من فرضية The Planet 9 ، Batygin ، Brown ، Adams ، و Becker ، 2019.
تقدم لنا دراستان جديدتان الآن أدلة جديدة تدعم الكوكب 9.
الأول يسمى "التكتل المداري في النظام الشمسي البعيد" من كونستانتين باتيجين ومايكل براون ، زوج الفلكيين الذين اقترحوا في البداية وجود الكوكب 9. والثاني هو "فرضية الكوكب 9" أيضًا بواسطة باتيجين وبراون ، مع فريد آدامز وجولييت بيكر ، وكلاهما من جامعة ميشيغان.
في الورقة الأولى "التكتل المداري في النظام الشمسي البعيد" قام المؤلفون بإلقاء القفاز. إنهم يجعلون أنه إما أن يكون هناك كوكب 9 يعمل على تشكيل مدارات الأشياء البعيدة ، أو أن هناك تحيزًا في المراقبة في العمل. لقد شرعوا في فهم التحيزات الملاحظة التي يمكن أن تلعبها ، ثم شرعوا في تحديدها بدقة.
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الأشياء البعيدة التي تشير إلى الكوكب 9 تشترك في الخصائص المدارية المشتركة. هذا ما يدور حوله هذا الكوكب 9. لكي نكون أكثر دقة ، يتم تجميع الحضيض الطولية الخاصة بهم ، ويتم أيضًا تجميع ما يسمى مواقع القطب المداري. في الورقة ، خلص المؤلفون إلى أن احتمال وجود هذا عشوائي بنسبة 0.2٪ فقط. كما يقولون في ورقتهم ، "... من الصعب الآن خصم الدلالة الإحصائية لهذا التجمع."
الورقة الثانية التي تقدم أدلة جديدة على الكوكب 9 تسمى ببساطة "فرضية الكوكب 9".
في هذه الورقة ، يؤكد المؤلفون مرة أخرى أنه على الرغم من أن الكثير من السلوك المداري لأجسام حزام كويبر البعيدة يمكن تفسيره بسهولة ويمكن التنبؤ به فيما يتعلق بنظامنا الشمسي ذي ثمانية كواكب ، فإن البعض الآخر ببساطة لا. على وجه التحديد ، يشيرون إلى "التجمع المادي المرصود للمدارات ذات المحاور شبه الرئيسية التي تزيد عن؟ 250AU ، انفصال الحضيض لأجسام مختارة من حزام كويبر من نبتون ، بالإضافة إلى الأصل الديناميكي لمدارات طويلة المدى مائلة / رجعية للغاية. " باختصار ، لا معنى للأمور إذا قصرنا أنفسنا على نظامنا الشمسي ذي ثمانية كواكب لشرحها.
في المقدمة ، يذكروننا أنه خلال العقدين الماضيين فقط بدأنا في العثور على جميع الأجسام الصغيرة في ضواحي النظام الشمسي. كما يقولون في الورقة ، "… شهد ربع القرن الماضي اكتشاف وتوصيف مجموعة متنوعة من الأجسام الجليدية الصغيرة الموجودة في الروافد الخارجية لنظامنا الشمسي ..." وبينما تتوافق معظم الأجسام مع تأثير نبتون و الكواكب الأخرى ، والبعض الآخر لا.
يقول المؤلفان: "ومع ذلك ، فإن أكثر الأعضاء تطرفًا في هذه الفئة من السكان يتتبعون مدارات طويلة للغاية بفترات تقاس بالآلاف ، ويعرضون عددًا من الأنماط المدارية الغريبة". مرة أخرى ، إن ما يسميه المؤلفون "المحاذاة اللافتة" لمداراتهم اللامركزية ، والميل الشائع للطائرات المدارية ، و "مسافات الحضيض التي تمتد بعيدًا عن مدى الجاذبية لنبتون" ، يتطلب تفسيرًا.
تم تجربة طريقة الاستدلال على وجود كوكب من خلال تأثير الجاذبية على الأجسام الأخرى ، قبل مراقبة الكوكب نفسه ، من قبل. كانت ناجحة في اكتشاف نبتون ، لكنها فشلت عندما تنبأت بوجود نجم مقترح آخر يسمى نيميسيس.
إذن ما الذي يوجد بهذه الأجسام ويمتد إلى هذه الحضيض البعيدة؟ يقولون أن كوكبًا بعيدًا للغاية وضخمًا بما فيه الكفاية يمكن أن يفسر كل هذا: الكوكب 9. تشرح معظم الورقة كيف تم اكتشاف نبتون من خلال مراقبة حركات الأجسام الأخرى ، ورسم موازٍ لفرضية الكوكب 9. كما أنهم يجرون بعض الاقتراحات السابقة من قبل علماء الفلك الآخرين بأن كوكبًا آخر قد يكون كامنًا غير مكتشف في النظام الشمسي ، لتشكيل مدارات KBO.
مع كل ورقة ، ومع كل اكتشاف جديد لـ KBO بعيد بخصائص مدارية غريبة ، تزداد حالة الكوكب 9 قوة. لكن الملاحظة المباشرة لا تزال هي المعيار الذهبي ، وحتى الآن ، فقد استعصى علينا. ولكن ربما ليس لفترة أطول.
في خاتمة "فرضية الكوكب 9" ، يقول المؤلفون ، "إن البحث عن الكوكب التاسع على قدم وساق بالفعل ، ومن المحتمل أنه إذا كان الكوكب التاسع - كما هو متصور هنا - سيتم اكتشافه خلال العقد القادم. "
قد يكون هناك تفسير آخر لمدارات هذه الأجسام البعيدة التي لا تتطلب كوكب 9. وقد أشارت ورقة نشرت في يناير 2019 بعنوان "الراعي في قرص ذاتي الجاذبية للأجسام العابرة لنبتون" إلى أن مجموعة من الأجسام الجليدية معًا يمكن أن يسبب المدارات الغريبة لهذه العوالم البعيدة ، وأن الكوكب التاسع ليس ضروريًا لتفسيرها.
العثور على الكوكب 9 سيكون انتصارا كبيرا لعلماء الفلك. تتزايد سرعة اكتشاف الأشياء الجديدة في حزام كويبر. مع وصول التلسكوبات الجديدة الأفضل عبر الإنترنت ، ومع تطوير أجهزة الكمبيوتر والخوارزميات المحسنة ، سيصبح من الصعب على أي كوكب ، خاصةً الكوكب الذي قد يكون كتلة الأرض بعشر مرات أن يختبئ.
مصادر:
- ورقة بحثية: التكتل المداري في النظام الشمسي البعيد
- ورقة بحثية: فرضية الكوكب التاسع
- ورقة بحثية: دليل على كوكب عملاق كبير في النظام الشمسي
- بيان صحفي: المزيد من الدعم لكوكب تسعة
- ورقة بحثية: التزاوج في قرص ذاتي التثبيط للأشياء عبر النبتون
- بيان صحفي: باحثو Caltech يجدون أدلة على كوكب التاسع الحقيقي