آیا چیزی غیر از سیاره نهم در حاشیه منظومه شمسی پنهان است؟

جایی در ورای مدار نپتون و ناحیه بیرونی منظومه شمسی، اتفاق عجیبی در جریان است. چندین جرم فضایی به‌گونه‌ای متفاوت از سایر اجرام، در حال چرخش هستند و کسی دقیقاً نمی‌داند علت آن چیست؛ وجود سیاره نهم (Planet Nine) در آن ناحیه یا چیزی دیگر؟

یک فرضیه پرطرفدار، جاذبه‌ی سیاره‌ای دیده نشده را که از آن به‌عنوان سیاره نهم یاد می‌شود، مسئول این چرخش غیرعادی معرفی می‌کند و به همین دلیل اخترشناسان مشتاقانه در جستجوی آن هستند. اما حالا فیزیکدان‌ها توضیح جایگزینی برای این موضوع دارند که باورپذیرتر به نظر می‌رسد.

به‌جای یک جرم بسیار بزرگ موسوم به سیاره نهم ، این حرکت لرزان و نامتعارف می‌تواند ناشی از نیروی گرانش تجمعی باشد که از اشیای کوچک‌تر کمربند کوییپر (Kuiper Belt) یا اجرام ترنس-نپتون ،اجرامی که در فاصله دورتری از سیاره نپتون به دور خورشید می‌چرخند، منشأ می‌گیرد.

این توضیحی است که دو اختر فیزیکدان به اسامی آنترانیک سفیلیان (Antranik Sefilian ) از دانشگاه کمبریج انگلستان (Cambridge ) و جیهاد توما (Jihad Touma) از دانشگاه آمریکن بیروت (American University of Beirut in Lebanon) ارائه داده‌اند. اگر فرضیه آن‌ها برایتان آشنا جلوه می‌کند؛ به این دلیل است که سفیلیان و توما اولین کسانی نیستند که چنین ایده‌ای را مطرح کرده‌اند؛ ولی برای نخستین بار است که محاسبات این دو دانشمند باوجود لحاظ کردن هشت سیاره دیگر منظومه شمسی، خصوصیات حرکتی اشیای مورداشاره را توضیح می‌دهد.

فرضیه سیاره نهم در ابتدا سال۲۰۱۶ مطرح شد. هنگامی‌که اخترشناسان در حال مطالعه روی یک سیاره کوتوله در کمربند کوییپر بودند، متوجه شدند برخی اجرام ترنس-نپتون از جاذبه قدرتمند غول‌های گازی منظومه شمسی تأثیر نمی‌پذیرند؛ بلکه مدار گردش خاص و متفاوتی از سایر اجرام کمربند کوییپر دارند.

در بین این اجرام، حرکت ۶تای آن‌ها گروهی است و به نظر نمی‌رسد که این موضوع اتفاقی باشد؛ بلکه ظاهراً چیزی آن‌ها را کنار هم نگه می‌دارد. بر اساس مدل‌سازی‌های صورت گرفته و همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، یک سیاره غول‌پیکر و دیده نشده می‌تواند همان گمشده‌ی ما باشد!

اما برای مشاهده‌‌ی جرمی تاریک و تا این اندازه دور، چالش‌های فنی بسیاری وجود دارد؛ به‌ویژه هنگامی‌که ندانیم دقیقاً باید کجا را برای یافتن آن جستجو کنیم. پنهان بودن سیاره نهم ازنظرها، دانشمندان را بر آن داشت که به دنبال ارائه‌ی توضیحات جایگزین باشند. سفیلیان در این خصوص می‌گوید:

«فرضیه سیاره نهم بسیار قابل‌توجه است؛ اما این سیاره هیچ علاقه‌ای به شناسایی شدن نشان نمی‌دهد. بنابراین ما می‌خواستیم فرضیه‌ای را درباره حرکت عجیب اجرام ترنس-نپتون مطرح کنیم که کمتر دراماتیک باشد. ما به این نتیجه رسیدیم که از خیر نهمین سیاره و یافتن پاسخ‌هایی برای چگونگی شکل‌گیری آن بگذریم و در عوض، نیروی گرانش اجرام کوچک‌تری را در نظر بگیریم که در ورای مدار نپتون، یک دایره فرضی را تشکیل می‌دهند.»

محققان یک مدل کامپیوتری خلق کردند که اجرام ترنس-نپتون جدا افتاده، تمامی سیارات منظومه شمسی و جاذبه‌ی آن‌ها و همین‌طور دایره‌ای بزرگ از بقایای سنگی در ورای مدار نپتون را شامل می‌شد. دانشمندان با دخیل کردن مؤلفه‌هایی نظیر جرم اجسام، نیروی گریز از مرکز و جهت حرکت دایره؛ توانستند گردش هماهنگ اجرام ترنس-نپتون جدا افتاده را شبیه‌سازی کنند. به گفته‌ی سفیلیان:

«اگر شما سیاره نهم را از مدل کامپیوتری حذف کنید و در عوض، به تعداد زیادی از اشیای کوچک‌تر اجازه پخش شدن در ناحیه‌ای وسیع بدهید؛ گرانش تجمعی آن‌ها خیلی راحت می‌تواند نیروی کافی برای به حرکت درآوردن اجرام ترنس-نپتون در مداری غیرعادی را تأمین کند.»

با این توضیح، مشکلی که در فرضیه ارائه‌شده توسط محققان دانشگاه کلرادو بولدر وجود داشت نیز حل می‌شود. آن‌ها هم‌سال گذشته، بحث گرانش تجمعی را مطرح کردند؛ اما نتوانستند در محاسبات خود، علت حرکت اجرام مورداشاره در مداری مشابه را توضیح دهند.

البته هنوز در هر دو مدل، یک مشکل دیگر نیز وجود دارد: برای ایجاد چنین تأثیری، باید حداقل چند جرم به بزرگی زمین در کمربند کوییپر حضورداشته باشند تا گرانش تجمعی لازم را ایجاد نمایند. درحالی‌که بر اساس برآوردهای فعلی، جرم کمربند کوییپر تنها ۴الی ۱۰درصد جرم زمین است. بااین‌حال، مطابق مدل‌هایی که از شکل‌گیری منظومه شمسی وجود دارد، این رقم باید بیش از این‌ها باشد.

سفیلیان نیز امکان از قلم افتادن بسیاری از بقایای سنگی و یخی کمربند کوییپر را محتمل می‌داند و تصور می‌کند تعداد آن‌ها، بسیار بیش ازآنچه است که ما می‌توانیم ببینیم. او می‌گوید:

«شواهد دیداری مستقیمی برای اجرام درون این دایره وجود ندارد، از طرفی ما قادر به مشاهده سیاره نهم نیستیم؛ پس همچنان احتمالات دیگر را بررسی می‌کنیم. اصلاً شاید هر دو فرضیه صحیح باشند.»

به‌هرحال با کشف هر جرم ترنس-نپتون تازه‌ای، به شواهد بیشتری دست می‌یابیم که ما را دریافتن پاسخ نهایی، یاری خواهد کرد.