بیگ بنگ: مناطق دوردست منظومه‌ شمسی بسیار عجیب و اسرارآمیز هستند. در فراسوی مدار نپتون که فضایی سرد و تاریک حاکم است، انبوهی از اجرام یخی حول خورشید می‌چرخند و به نظر می‌رسد از زمان تشکیل منظومه‌ شمسی کم و بیش دست نخورده باقی مانده‌اند.

به گزارش بیگ بنگ، از آنجایی که “کمربند کوییپر” بسیار تاریک و دور از دسترس است و اجرام درون آن فوق‌العاده کوچکند، اخترشناسان به سختی می‌توانند تشخیص دهند که دقیقاً چه چیزی در این مکان وجود دارد. همین موضوع نتایج پژوهش اخیر را کاملاً شگفت‌انگیز می‌سازد. اخترشناسان با استفاده از داده‌های رصدگر انرژی تاریک(DES) ۸۱۵ جرم فرانپتونی را شناسایی کردند که از میان آن‌ها ۴۶۱ عدد به ‌تازگی کشف شده‌اند.

این کشف فهرست ۳۰۰۰ جرم فرانپتونی شناخته‌شده در منظومه‌ شمسی بیرونی را به‌طور قابل‌توجه‌ای افزایش می‌دهد و اطلاعاتی را فراهم می‌کند که بر اساس آن می‌توانیم نحوۀ شکل‌گیری منظومه‌ شمسی را بهتر درک کنیم و چه بسا بتوانیم سیارۀ گریزپای نهم را هم در میان آن‌ها جستجو کنیم.

پژوهشگران در مقاله‌ی خود عنوان کردند: «این فهرست شامل ۸۱۷ جرم تأیید شده است (۴۶۱ جرم برای اولین‌بار در طی این پژوهش کشف شدند). این مجموعه دومین فهرست بزرگ اجرام فرانپتونی است که تاکنون از یک رصد منفرد به دست آمده است. علاوه بر این، بزرگ‌ترین فهرست با نورسنجی چندباندی را شامل می‌شود.»

“رصدگر انرژی تاریک” قرار نبود در جستجوی اجرام فرانپتونی باشد. این برنامه از آگوست ۲۰۱۳ تا ژانویه‌ی ۲۰۱۹ به مدت ۵۷۵ شب، داده‌های رصدی را در طول موج فروسرخ و فروسرخ نزدیک در آسمان جنوبی گردآوری کرد. هدف این برنامه مطالعه‌ی طیف وسیعی از اجرام و پدیده‌هایی نظیر ابرنواخترها و خوشه‌های کهکشانی بود تا بتوانند شتاب انبساط کیهان را که فکر می‌کردند متأثر از انرژی تاریک است محاسبه کنند.

اما معلوم شد که این رصد با عمق، وسعت و دقت بسیار زیادی که داشت برای جستجوی اجرام دوردست منظومه شمسی هم که در فراسوی مدار نپتون در فاصله‌ی حدود ۳۰ واحد نجومی قرار دارند مناسب است. سال پیش، اخترشناسان این داده‌ها را تحلیل کردند و موفق شدند بیش از ۱۰۰ ریزسیارۀ جدید را کشف کنند. ریزسیارات(Minor Planets) به دسته‌ای از اجرام گفته می‌شود که اساساً نه دنباله‌دارند و نه سیاره. (این اجرام شامل سیاره کوتوله، سیارک، تروجان، سانتور، اجرام کمربند کوییپر و اجرام فرانپتونی است – م).

در پژوهش جدیدی که توسط همین تیم انجام شد، با استفاده از روش‌های تشخیصی بهینه ۴۶۱ جرم دیگر به این فهرست افزوده شد. همچنین پژوهشگران برنامه‌های شبیه‌ساز تشخیص اجرام فرانپتونی را اجرا کردند تا با مقایسه‌ی خروجی آن‌ها با نتایج رصدی، دقت تکنیک‌های خود را بسنجند.

این ناحیه از فضا مکانی شگفت‌انگیز است. از آنجایی که مدار اجرام فرانپتونی در این ناحیه از فضا کمتر دستخوش آشفتگی می‌شود، اخترشناسان معتقدند اجرام فرانپتونی ردپای دینامیک منظومه شمسی آغازین را آشکار می‌کنند. بر اساس مدل‌های جاری، در طی آن زمان سیارات تشکیل شدند – منظومه شمسی در آن زمان بسیار متفات‌تر از چیزی بود که امروزه به نظر می‌رسد.

هنگامی که سیارات غول در مدار کنونی‌شان مستقر شدند، برهم‌کنش‌های گرانشی آن‌ها مدار اجرام فرانپتونی را تحت تأثیر قرار داد. با مطالعه‌ی این تغییرات مداری می‌توان رویدادهایی که منجر به این تغییرات شدند را بازسازی کرد؛ چون خوشه‌های اجرام فرانپتونی می‌توانند مدارهای کاملاً متفاوتی داشته باشند، هرچه تعداد بیشتری از آن‌ها را بیابیم، بازسازی این رویدادها دقیق‌تر خواهد شد.

علاوه بر این، زیرمجموعه‌ای از این اجرام فرانپتونی مدارهای واقعاً اسرارآمیزی دارند. این زیرمجموعه را اجرام فرانپتونی اکستریم (ETNO) می‌نامند و میانگین فاصله‌ی مداری (نیم ‌قطر بزرگ) آن بزرگ‌تر از ۱۵۰ واحد نجومی است. برخی از اخترشناسان معتقدند که اجرام فرانپتونی اکستریم شاهدی بر وجود جرمی است که سبب بروز آشفتگی گرانشی در آن ناحیه شده است – منظور سیارۀ فرضی نهم است.

تاکنون تعداد بسیار کمی از این اجرام کشف شده‌اند و بنابراین هر جرم جدیدی که از این مجموعه کشف می‌شود اطلاعات اضافی را فراهم می‌کند تا بر اساس آن بتوانیم سیارۀ نهم را پیدا کنیم یا وجود آن را به کلی منتفی بدانیم. در فهرست جدید، 9 جرم فرانپتونی اکستریم دیگر به این مجموعه اضافه می‌شود که از میان آن‌ها 4 جرم «نیم ‌قطر بزرگی» فراتر از ۲۳۰ واحد نجومی دارند.

همینطور محققان اجرامی را کشف کردند که با نپتون تشدید مداری دارند؛ بدین معنی که دورۀ تناوب مداری آن‌ها با نسبت عدد صحیح کوچکی در ارتباط است. این اجرام شامل: ۴ تروجان نپتونی یا سیارک که در نقاط پایدار گرانشیِ لاگرانژی، مدار سیاره را با هم سهیم می‌شوند؛ دنباله‌دار بزرگی به نام C/2014 UN271 (برناردینلی – برنشتاین) که رو به داخل منظومه شمسی به سمت خورشید روانه است (هرچند، قبل از آنکه دوباره به سمت بیرون منظومه شمسی روانه شود فقط تا مدار زحل پیشروی می‌کند)؛ و یک جرم منزوی جالب؛ چون این اجرام زاویه‌ی مداری غیرمعمولی با صفحه‌ی منظومه شمسی می‌سازند و تحت تأثیر گرانش نپتون قرار نمی‌گیرند، آن‌ها را منزوی (detached) می‌نامند.

پژوهشگران می‌گویند، کل این اطلاعات جدید درک ما را از منظومه شمسی بیرونی تا حدود زیادی بهبود می‌بخشند. تاکنون داده‌های «رصدگر انرژی تاریک» حدود ۲۰ درصد از همۀ اجرام فرانپتونی شناخته شده را در بر گرفته و این رقم قابل‌توجه‌ای است. محققان افزودند: «این داده‌ها برای انجام آزمون‌های آماری دقیق‌تری که مدل‌های تشکیل سیارات فرانپتونی را محک می‌زنند با ارزشند.» این مقاله در جامعه‌ی اخترشناسی امریکا(AAS) ارائه شده و از طریق سرور arXiv قابل ‌دسترس است.

ترجمه: محمد نوده فراهانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com