منظومه‌ی شمسی میزبان عضوی جدید از فاصله‌ای بسیار دور

خلاصه:

منظومه‌ی شمسی میزبان یک عضو جدید از فاصله‌ی بسیار دور است که مرز بیرونی آن را به سمت مرکز خود می‌کشاند. تحقیقات جدید، گزارش کشف یک سیارک در فاصله‌ی دور به نام VP113 2012 را می‌دهد که فراتر از مرزهای شناخته شده‌ی منظومه‌ی شمسی قرار دارد. به احتمال زیاد، شاید این هم جزو یکی از هزاران جسمی باشد که تصور می‌شود به شکل ابر اورت (Oort) داخلی است. تحقیقات حاکی از وجود بالقوه‌ی سیاره‌ی عظیمی است که هنوز دیده نشده، اما احتمالاً بر مدار داخلی ابر اورت تأثیر می‌گذارد.
شکل فوق دیاگرام مداری مربوط به خارج منظومه‌ی شمسی می‌باشد. خورشید و سیارات در مرکز آن قرار دارند. مداری که با کمر بند توپر بنفش رنگ نشان داده شده است شامل چهار سیاره‌ی غول پیکر، مشتری (Jupiter)، زحل(Saturn)، اورانوس(Uranus) و نپتون(Neptune) می‌باشد. کمربند کوییپر(Kuiper Belt) شامل سیاره‌ی پلوتون(Pluto)، توسط نقاط آبی رنگی در مناطق اطراف سیارات غول پیکر نشان داده شده است. مدار سدنا(Sedna) به رنگ نارنجی نشان داده شده در حالی که مدار VP113 2012 با رنگ قرمز نشان داده شده است.
منظومه شمسی میزبان یک عضو جدید بسیار دور است که مرز بیرونی آن را به سمت مرکز خود می‌کشاند. تحقیقات جدید اسکات شپرد کارنگی (Carnegie’s Scott Sheppard) و چادویک تروجیلو (Chadwick Trujillo) از رصد خانه‌ی جمینی (Gemini) خبر از کشف سیارکی در فاصله‌‌های دور، فراتر از مرزهای شناخته شده‌ی منظومه‌ی شمسی، به نام VP113 2012 را می‌دهد. به احتمال زیاد، شاید این هم جزو یکی از هزاران جسمی باشد که تصور می‌شود به شکل ابر اورت داخلی است. تحقیقات نشان دهنده‌ی حضور بالقوه‌ی سیاره‌ای بزرگ، شاید بیشتر از ده برابر اندازه‌ی زمین است که تا حالا دیده نشده است، اما احتمالاً بر مدار VP113 2012 و هم چنین دیگر اجسام موجود در داخل ابر اورت، تاثیر گذار باشد.

یافته‌های آنها در 27 مارس منتشر شد.

منظومه شمسی شناخته شده را می‌توان به سه بخش تقسیم کرد: سیارات سنگی مانند زمین، که نزدیک به خورشید هستند؛ سیارات غول پیکر گازی، که دورترند؛ و اجسام منجمد از کمربند کوییپر، که فراتر از مدار نپتون قرار دارند. فراتر از این هم به نظر می‌رسد که لبه‌ای در منظومه‌ی شمسی وجود داشته باشد، که تنها یک جسم در آن حضور دارد و آن سدنا است، که سابق بر این، آن تنها جسم شناخته شده برای کل مدار بود، اما بعد از کشف VP113 2012، معلوم شد که مداری بالاتر از سدنا نیز وجود دارد و این باعث شد که (VP113 2012) به عنوان دورترین مدار یافت شده در منظومه شمسی شناخته شود.
لیندا الکینز – تانتون (Linda Elkins - Tanton) مدیر دپارتمان زمین مغناطیسی، در گروه کارنگی، می‌گوید: "این یک نتیجه‌ی فوق العاده است که درک ما را از منظومه‌ی شمسی بالاتر می‌برد."
سدنا فراتر از لبه‌ی کمربند کوییپر، در سال 2003 کشف شد، و اگر سدنا منحصر به فرد بود، شناخته نمی‌شد، همان طوری که تصور می‌شد پلوتون قبل از کمربند کوییپر باشد و کشف شد. در حال حاضر، با کشف VP113 2012 معلوم شده است که سدنا منحصر به فرد نیست و به احتمال زیاد عضو دوم شناخته شده ابر اورت داخلی، منشأ احتمالی برخی از ستاره‌های دنباله دار است.
نزدیکترین نقطه‌ی VP113 2012 به خورشید در حدود 80 برابر فاصله‌ی زمین از خورشید است، این اندازه به عنوان یک واحد نجومی یا AU نامیده می‌شود. به عنوان نمونه، سیارات سنگی و سیارک‌ها در فاصله‌ی بین 4.2 AU , 0.39 AU قرار دارند. سیارات بزرگ گازی بین 30 AU , 5 AU قرار دارند و کمربند کوییپر (متشکل از هزاران جسم یخی ، از جمله پلوتو)، محدوده فاصله‌ی 50 AU , 30 AU را تشکیل می‌دهد. در منظومه‌ی شمسی ما لبه‌ای متمایز در فاصله‌ی 50 AU وجود دارد. تنها سدنا، به طور قابل توجهی فراتر از مرزهای بیرونی قرار گرفته و در حدود فاصله‌ی 76 AU برای کل مدار شناخته شده است.
شپرد می‌گوید: "جستجو برای اجسام ابر اورت که فراتر از سدنا قرار گرفته‌اند و همچنین VP113 2012 باید ادامه یابد، چرا که آنها می‌توانند در مورد چگونگی شکل گیری منظومه‌ی شمسی و تکامل آن، به ما مطالب زیادی بگویند."
شپرد و تروجیلو دوربین جدید انرژی تاریک (DE Cam) در تلسکوپ NOAO 4 واقع در شیلی را برای اکتشافاتشان استفاده کردند. DECam بزرگترین میدان دید را نسبت به هر تلسکوپ 4 متری دارد و این توانایی را به آن می‌دهد که پهنه‌ی وسیعی از آسمان را جستجو و اجسام کم نور را رصد کند. این تلسکوپ 6.5 متری ماژلان در رصد خانه‌ی کارنگی لاس کامپاناس، برای تعیین مدار VP113 2012 و به دست آوردن اطلاعات دقیق در مورد خواص سطح آن مورد استفاده قرار گرفت.
شپرد و تروجیلو، با مقداری جستجو در آسمان، در حدود 900 جسم را مشخص کردند که مدارهایی شبیه سدنا و VP113 2012 دارند و اندازه‌ی آن‌ها بزرگتر از 1000 کیلومتر است و این‌که کل ابر اورت داخلی به احتمال زیاد بزرگ‌تر از کمربند کوییپر و کمربند سیارک‌ها است.
شپرد می‌گوید: "برخی از این اجسام موجود در ابر اورت، از لحاظ اندازه با مریخ و حتی کره‌ی زمین نیز می‌توانند رقابت کنند. این موضوع بدین دلیل است که بسیاری از اجسام موجود در ابر اورت آن‌قدر دور هستند که بسیار کم نور به نظر می‌آیند و قابل تشخیص با تکنولوژی نوری نیستند."
سدنا و VP113 2012 وقتی که در نزدیک‌ترین موقعیت خود نسبت به خورشید قرار داشتند، کشف شدند، اما هر دوی آن‌ها مدارهایی دارند که صدها AU فاصله دارد که در آن نقطه آن‌ها بیش از حد کم نور هستند و رصد کردن آن‌ها در آن نقاط کاری دشوار است. در واقع، شباهت‌های موجود در مدارهای پیدا شده برای سدنا و VP113 2012 و یک سری اجسام دیگر که نزدیک به لبه‌ی کمربند کوییپر قرار دارند، نشان می‌دهد که یک جسم مختل عظیم ناشناخته، ممکن است این اجسام را به این تنظیمات مداری مشابه هدایت کرده باشد. شپرد و تروجیلو، یک زمین فوق العاده یا حتی یک جسم بزرگ‌تر در فاصله‌ی صدها AU را پیشنهاد دادند که توانسته اثر هدایت کنندگی که در مدارهای این اجسام دیده می‌شود را ایجاد کند، و آن چنان دور است که می‌تواند به وسیله‌ی هر سیاره‌ی شناخته شده‌ای به طور قابل توجهی منحرف شود.
سه نظریه‌ی متقابل در مورد نحوه‌ی شکل گیری ابر اورت داخلی، وجود دارد. هر چقدر اجسام بیشتری پیدا می‌شوند، محدود کردن این موضوع که این نظریه‌ها دقیق هستند، آسان‌تر می‌شود. نظریه‌ی اول این است که سیاره‌ای سرکش از موقعیت سیاره‌ی بزرگ خارج شده و توانسته اجسام خارج کمربند کوییپر تا ابر اورت داخلی را منحرف کرده و از مسیر خارج کند. این سیاره احتمالاً توانسته در فاصله‌های دور از منظومه شمسی باقی بماند، یا شاید هم تا امروز از آن خارج شده باشد. نظریه دوم این است که برخورد ستاره‌ای نزدیک توانسته اجسام را درون منطقه‌ی ابر اورت قرار دهد. نظریه سوم نشان می‌دهد که اجسام ابر اورت، سیاره‌های فرا خورشیدی را در هنگام تولدشان از ستاره‌های دیگری که نزدیک خورشید ما قرار داشتند، به دام انداخته‌اند.
ابر اورت خارجی از ابر اورت داخلی متمایز است چرا که ابر اورت خارجی از 1500 AU شروع می‌شود. جاذبه‌ی دیگر ستارگان نزدیک روی مدار اجسام ایجاد اختلال می‌کند، به این دلیل که اجسامی که در ابر اورت خارجی هستند چرخشی دارند که به شدت در گذر زمان تغییر می‌کند. بسیاری از ستاره‌های دنباله داری که ما می‌بینیم اجسامی بوده‌اند که از ابر اورت خارجی منحرف شده بودند. اجسام ابر اورت داخلی خیلی تحت تأثیر جاذبه‌ی دیگر ستاره‌ها نیستند و لذا مدار با ثبات‌تر و کهن‌تری دارند.