האם יש או שאין כוכב לכת 9? האם יש פלנטה החוצה בפאתי מערכת השמש שלנו, עם מסה מספקת כדי להסביר את תנועותיהם של חפצים מרוחקים? או שמא אחראי דיסק מחומר קרח? אין עדיין עדויות ישירות לכוכב 9 בפועל, אך משהו בעל מסה מספקת משפיע על מסלוליהם של חפצים במערכת השמש הרחוקה.
מחקר חדש מעלה כי דיסק של חומר קרח גורם לתנועות מוזרות של עצמים חיצוניים של מערכת השמש, וכי איננו צריכים להמציא כוכב לכת אחר כדי להסביר את התנועות הללו. המחקר מגיע
פרופסור ג'יהאד תוממה, מהאוניברסיטה האמריקאית בביירות
אנטרניק ספיליאן, סטודנט לתואר שלישי במחלקה למתמטיקה יישומית ופיזיקה תיאורטית בקיימברידג '. תוצאותיהם מתפרסמות בכתב העת האסטרונומי.
הרעיון של פלנטה אחרת שם במרחבי השמש של מערכת השמש שלנו הוא מושך. זה ממריץ את ההרפתקן בכולנו. ולגבי האסטרונום או האסטרונומים שאולי יגלו אותו סוף סוף, זה יהיה הישג גולת הכותרת. מי לא ירצה להיקרא כמגלה כוכב לכת חדש לחלוטין, ממש כאן במערכת השמש שלנו? זה הרבה יותר מרגש מאשר להיות האדם שאישר סוף סוף את המסה של דיסק של חומר קר.
ככל שהאסטרונומים השתפרו בלימוד ובהבנת מערכת השמש הרחוקה, הם מצאו יותר ויותר חפצים. ב -15 השנים האחרונות לערך גילו אסטרונומים כ -30 אובייקטים טרנס-נפטונאליים (TNO) שנוסעים במסלולי אליפסה גדולים. האחרון שבהם היה "הגובלין", גוף עם מסלול שמוביל אותו עד 2300 AUS מהשמש.
מכיוון שגופים אלה אינם מתקיימים אינטראקציה בכבידה עם כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש, חייבת להצטבר שם מסה אחרת של מסה המעצבת את מסלוליהם. ולמרות שההסבר על כדור הארץ 9 צבר אדים לאורך השנים, אין שום עדות ישירה לכך שכוכב לכת אחראי לעיצוב מסלוליו המוזרים האלה.
"השערת כוכב הלכת תשע היא מרתקת, אבל אם הכוכב התשיעי ההשערה קיים, היא נמנעה עד כה מהגילוי."
למד מחבר משותף אנטרניק ספיליאן, סטודנט לתואר שלישי במחלקה למתמטיקה יישומית ופיזיקה תיאורטית בקיימברידג '.
המחקר החדש מציע כי דיסק מחומר קפוא אחראי למסלוליו האליפטיים ביותר של עצמים רחוקים. זו לא התיאוריה הראשונה שמציעה זאת, אבל זו הראשונה שיכולה להסביר את המסלול שנצפה, ובמקביל להסביר את המסה וכוח הכוח של שמונת כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש שלנו.
30 TNOs הנוסעים מסלולי אליפסה רבים הם חלק מקבוצה גדולה יותר של TNOs וחפצים המרכיבים את חגורת קויפר. חגורת קויפר מורכבת מחומר שנשאר מיצירת מערכת השמש. מרבית החפצים הללו מסתובבים בשבילים מעגלים כמעט סביב השמש. אבל 30 שלא מסתובבים במעגלים מעגלים כמעט חלקים אוריינטציה מרחבית שונה וזה דורש הסבר.
ההסבר המדובר ביותר הוא כוכב לכת תשע. כוכב לכת תשע יצטרך להיות מסיבי פי עשרה מכדור הארץ. כוכב לכת זה, החבוי שם בגבולותיו האפלוליות של מערכת השמש, היה רועה את 30 הגופים הללו למסלוליהם הלא שגרתיים.
הבעיה היא שאיש עדיין לא זיהה את כוכב הלכת תשע, והוא ידוע רק בהשפעה שנצפתה.
"ההשערה בכוכב תשע היא מרתקת, אבל אם הכוכב התשיעי ההשערה קיים, היא עד כה נמנעה מגילוי", אמרה המחברת המשותפת אנטרניק ספיליאן, סטודנט לתואר שלישי במחלקה למתמטיקה יישומית ופיזיקה תיאורטית של קיימברידג '. "רצינו לבדוק אם יכולה להיות סיבה אחרת, פחות דרמטית ואולי טבעית יותר, למסלולי המסלול הלא שגרתיים שאנו רואים בכמה TNO. חשבנו, במקום לאפשר כוכב לכת תשיעי, ואז לדאוג להיווצרותו ומסלולו הלא שגרתי, מדוע לא פשוט להסביר את כוח המשיכה של חפצים קטנים המהווים דיסק שמעבר למסלולו של נפטון ולראות מה הוא עושה עבורנו? "
המחקר החדש מבוסס על דוגמנות מפורטת של מערכת השמש, וגם על תצפיות על מערכות סולריות אחרות.
תומא וספיליאן עיצבו את הדינמיקה המרחבית המלאה של TNOs בפעולה המשולבת של כוכבי הלכת החיצוניים הענקיים ודיסק מאסיבי מורחב של חומר מעבר לנפטון. הם חישבו מודל שיכול להסביר את מסלולי האיבול המרובעים האשובים ביותר של 30 TNOs. הם גם זיהו טווחי מסה וצורות עבור דיסק החומר הקפוא. יתרה מזאת, הם הצליחו לכפות שינויים הדרגתיים בכיוונותיו (או בשיעור הקדימה), אשר העתיקו נאמנה את מסלולי ה- TNO המתקדמים יותר.
ספיליאן, שהוא השערים של גייטס קיימברידג 'וחבר במכללת דארווין.
אז, תיק נסגר? לא בדיוק.
"אמנם אין לנו ראיות תצפיתיות ישירות לדיסק, אך אין לנו אותו עבור כוכב לכת תשע, וזו הסיבה שאנחנו בודקים אפשרויות אחרות."
אנטרניק ספיליאן
זה די קל להציע כוכב לכת אחר שלא נחשף, בעל המסה הנכונה בדיוק, כדי להסביר את מסלוליו הנצפים. אך עד כה, כוכב לכת כזה נמנע מגילוי. אבל באופן מסוים הדיסק של תורת החומרים הקפואים סובל מאותו דבר. זה קל מספיק להציע את זה, ובניית מודל מתמטי מצליח התומך בתאוריית הדיסק הקפוא לפחות מוכיח שזה אפשרי, אך הוא טרם התגלה.
למעשה, ניסיונות קודמים להעריך את מסת החפצים הקפואים שמעבר לנפטון הוסיפו רק לכשירית ממסת כדור הארץ, ולא הספיקו כמעט בכדי להסביר את מקבץ המסלול המוזר הזה. המודל שיצרו שני המדענים העומדים מאחורי מחקר חדש זה דורש פי עשרה יותר מסה מזו.
כאן נכנס לתמונה התבוננות במערכות סולריות אחרות.
"הבעיה היא כשאתה צופה בדיסק מתוך המערכת, כמעט בלתי אפשרי לראות את כל העניין בבת אחת."
אנטרניק ספיליאן.
"כאשר אנו מתבוננים במערכות אחרות, אנו לומדים לעתים קרובות את הדיסק המקיף את הכוכב המארח כדי להסיק את המאפיינים של כוכבי לכת במסלול סביבו," אמר ספיליאן. "הבעיה היא כשאתה צופה בתקליטור מתוך המערכת, כמעט בלתי אפשרי לראות את כל העניין בבת אחת. אמנם אין לנו ראיות תצפיתיות ישירות לדיסק, אך אין לנו את זה עבור כוכב לכת תשע, וזו הסיבה שאנחנו בודקים אפשרויות אחרות. עם זאת, מעניין לציין כי תצפיות על אנלוגים של חגורת קויפר סביב כוכבים אחרים, כמו גם מודלים של היווצרות כוכבי לכת, חושפים אוכלוסיות שרידים מסיביות. "
למערכות סולריות אחרות יש דיסק של חומר קפוא שנשאר מיצירתם, עם מסה מספקת כדי להסביר את מסלוליו האליפטיים ביותר של חפצים בקצה המערכות. האם יכול להיות הדבר נכון גם במערכת השמש שלנו? יכול להיות שיש גם דיסק מחומר קרח וגם כוכב לכת 9?
ספיליאן חושב כך. "יתכן גם ששני הדברים יכולים להיות אמיתיים - יכול להיות דיסק מסיבי וכוכב לכת תשיעי. עם גילויו של כל TNO חדש, אנו אוספים ראיות נוספות שעשויות לעזור להסביר את התנהגותם. "
נושא זה קדימה ואחורה של מדענים השואפים לחשוף ראיות, לעיתים מסכימות ולעתים לא מסכימות בתוקף.
המחקר, ובמיוחד ההקדמה והמסקנה, מציג ומצטט מחקרים אחרים שתומכים במחקר זה ולא מסכימים אותו. אנו עדיין בימים הראשונים של הבנת מערכת השמש הרחוקה בכל פרט רב. עם טלסקופים חזקים יותר שיוצאים לרשת במהלך השנים הקרובות, ועם מחשבים חזקים יותר ושיטות תצפית משופרות, זה רק עניין של זמן עד שמסביר סוף סוף מסלוליהם המוזרים של הגופים הרחוקים הללו.
מקורות:
- עבודה מחקרית: שחרור בדיסק קדימה של מטרות טרנס-נפטוניות
- הודעה לעיתונות: מסתורין מקיף את חלקו הגדול ביותר של מערכת השמש שלא נגרם על ידי 'כוכב תשע', אומרים חוקרים
- מאמר במגזין החלל: כוכב הלכת הגמד החדש שנמצא בפרברי מערכת השמש, נותן לאסטרונומים תחמושת נוספת לחיפוש אחר הוכחות לכוכב 9
- הודעה לעיתונות של קלטק: חוקרי קלטק מגלים עדות לכוכב התשיעי האמיתי
- עבודת מחקר: הוכחה לפלנטת ענק ענקית במערכת הסולרית
