در این مناطق، نور خورشید به سختی نفوذ میکند و نشانههای قویای وجود دارد که اجرام ناشناختهای در این نواحی پنهان شدهاند. اجرامی که تاکنون در این بخشهای کمنور کشف شدهاند، ابتدایی و باستانی هستند و مدارهای آنها نشان میدهد که احتمالاً اجرام بیشتری نیز در این نواحی وجود دارند. کنار هم قرار دادن این قطعات پازل، چالشی بزرگ برای اخترشناسان است.
برخلاف اجرامی که با انفجارهای درخشان یا دنبالههای نورانی خود را آشکار میکنند، اجرام دوردست منظومه شمسی نشانههای بسیار ظریفی از حضور خود بروز میدهند؛ مثلاً کششی خفیف بر جسمی دیگر یا درخشش کوتاه و کمنور. با این حال، همین اجرام اطلاعات مهمی دربارهی چگونگی شکلگیری و تحول منظومه شمسی در اختیارمان میگذارند.
اخترشناسان شواهدی از وجود یک سیاره نهم فرضی در لبههای دوردست منظومه شمسی یافتهاند؛ سیارهای مرموز که شاید بتواند دستهبندیهای مداری عجیب برخی از اجرام دوردست موسوم به «اجرام فراتر از نپتون» (TNOs) را توضیح دهد.
تیمی از اخترشناسان که با تلسکوپ سوبارو در هاوایی کار میکردند، شواهدی از کشف جرم جدیدی در این نواحی دوردست پیدا کردند. این جرم، یک «جرم فراتر از نپتون» محسوب میشود، یعنی مداری بزرگتر از نپتون دارد. اما علاوه بر این، عضو یکی از زیرگروههای نادر و رازآلود به نام «سدنوئیدها» نیز هست. نام رسمی آن ۲۰۲۳ KQ14 و لقب آن آمونیت (Ammonite) است که از فسیل موجودات دریایی باستانی الهام گرفته شده.
سدنوئیدها مدارهایی حتی عجیبتر از TNOها دارند؛ مدارهایی بسیار کشیده با خروج از مرکز بالا، فاصلهی حضیض زیاد و محور نیمقطر بزرگ. آنها به نام سیاره کوتوله «سدنا» نامگذاری شدهاند. جرم تازه کشفشده، فقط چهارمین سدنوئیدی است که تاکنون شناسایی شده.
این کشف در مقالهای در نشریه Nature Astronomy با عنوان «کشف و دینامیک یک جرم شبیه به سدنا با حضیض ۶۶ واحد نجومی» منتشر شده است. نویسنده اصلی مقاله «یینگتونگ چن» از مؤسسه اخترفیزیک آکادمی سینیکا در تایوان است.
«درک تکامل مداری و ویژگیهای فیزیکی این اجرام منحصربهفرد و دوردست، برای فهم تاریخ کامل منظومه شمسی ضروری است.» — دکتر فومی یوشیدا، یکی از نویسندگان مقاله
آمونیت برای نخستینبار در مشاهداتی در اسفند ۱۴۰۳، اردیبهشت و مرداد ۱۴۰۲ توسط تلسکوپ سوبارو رصد شد. این مشاهدات برای تأیید وجود این جرم کمنور کافی نبودند؛ اما رصدهای بعدی در تیر ۱۴۰۳ با تلسکوپ کانادا-فرانسه-هاوایی و بررسی دادههای آرشیوی سایر رصدخانهها، وجود آن را تأیید کردند. اخترشناسان توانستهاند مدار آمونیت را در بازهای ۱۹ ساله پیگیری کنند.
این کشف در قالب برنامهی رصدی FOSSIL (شکلگیری منظومه شمسی بیرونی: میراث یخی) انجام شده؛ برنامهای که از دوربین فوقالعاده قوی Hyper Suprime-Cam تلسکوپ سوبارو استفاده میکند تا جمعیت اجرام بیرونی منظومه شمسی را بررسی کند. شبیهسازیهای رایانهای نشان دادهاند که آمونیت از ۴.۵ میلیارد سال پیش، یعنی از زمانهای ابتدایی منظومه شمسی، در مداری پایدار بوده. هرچند مدار کنونی آن با سایر سدنوئیدها تفاوت دارد، اما شبیهسازیها نشان میدهد حدود ۴.۲ میلیارد سال پیش، مدار همهی آنها مشابه بوده است.
نکتهای جالب این است که آمونیت در بخشی از منظومه شمسی یافت شده که در آن فاصله حضیض (نزدیکترین فاصله به خورشید) اجرام دچار یک خلأ آماری است. به گفته نویسندگان، مدار آمونیت این «شکاف q» را پر کرده و به درک بهتر توزیع اجرام دوردست کمک میکند.
این شکل از دو بخش تشکیل شده که با یک خط سیاه عمودی از هم جدا شدهاند و دادههای مداری اجرام بخش بیرونی منظومه شمسی را نشان میدهد. در سمت چپ، نمودار توزیع محور نیمقطر بزرگ در برابر حضیض مداری دیده میشود. خطچین عمودی قرمز نشاندهندهی محدودهی تقریبیای است که در آن کششهای کهکشانی و عبور ستارگان میتوانند مدار اجرام فراتر از نپتون (TNOها) را دچار اختلال کنند. خطوط افقی سیاه نیز مرز بالایی پدیدههای آشفتگی مداری و پراکندگی گرانشی ناشی از نپتون را مشخص میکنند. تمام اجرامی که نامگذاری شدهاند دارای حضیضهای بزرگی هستند و بهوضوح دیده میشود که آمونیت با دیگر اجرام تفاوت دارد؛ زیرا در ناحیهای قرار دارد که تاکنون جرم دیگری در آن شناسایی نشده است. در سمت راست شکل نیز دیده میشود که آمونیت خارج از خوشهی پیشنهادی اجرام با حضیض بالا قرار دارد. اعتبار تصویر: Chen و همکاران، ۲۰۲۵، Nature Astronomy. https://doi.org/10.1038/s41550-025-02595-7
دکتر یوکون هوانگ از رصدخانه ملی ژاپن که شبیهسازیهای مداری آمونیت را انجام داده میگوید:
«مدار فعلی ۲۰۲۳ KQ14 با مدار سه سدنوئید دیگر همراستا نیست، و این موضوع احتمال وجود سیاره نهم را کاهش میدهد. شاید زمانی سیارهای وجود داشته که بعدها از منظومه شمسی خارج شده و مدارهای امروزی را شکل داده است.»
در حال حاضر، نپتون تنها سیاره بزرگ شناختهشدهای است که میتواند مدار TNOها و سدنوئیدها را شکل داده باشد. اما به گفتهی دکتر یوشیدا، آمونیت فراتر از محدودهی تأثیر گرانشی نپتون قرار دارد:
«۲۰۲۳ KQ14 در ناحیهای بسیار دور کشف شده که گرانش نپتون در آن تأثیر چندانی ندارد. وجود اجرامی با مدارهای کشیده و فاصلهی حضیض زیاد در این نواحی، نشان میدهد که در دوران باستانی تشکیل منظومه شمسی، رویدادی غیرمعمول رخ داده است.»
مدار آمونیت نسبت به سایر سدنوئیدها متفاوت است و این تفاوت به توضیح نیاز دارد. این یافته نشان میدهد که اجرام دوردست منظومه شمسی متنوعتر و پیچیدهتر از آن چیزی هستند که تصور میرفت. مدتهاست اخترشناسان گمان میکنند سیاره نهم فرضی در دوردستها، این اجرام را در مدار نگاه داشته. اگر چنین سیارهای وجود داشته باشد، کشف آمونیت میتواند محل اختفای آن را محدودتر کند.
تصویر خیالی یک هنرمند از سیاره نهم؛ جرمی مرموز، گریزان و فرضی. اعتبار تصویر: ناسا
«اجرامی شبیه سدنا که محور نیمقطر بزرگتر از ۲۰۰ واحد نجومی و فاصله حضیض بیش از ۶۰ واحد نجومی دارند، به نظر میرسد در مدارهایی پایدار تکامل یافتهاند که از زمان تشکیل منظومه شمسی تا کنون، تحت تأثیر گرانش نپتون تغییر نکردهاند. در پیکربندی کنونی سیارات، هیچ مکانیزم شناختهشدهای برای بالا بردن حضیض آنها وجود ندارد. این پایداری نشان میدهد که نیروی گرانشی خارجی، فراتر از سیارات شناختهشده، برای شکلگیری مدار آنها لازم بوده است.»
این شکل مدار چهار سدنوئید را نشان میدهد، در حالی که مدار نپتون به دور خورشید نیز برای مقایسه آورده شده است. نویسندگان توضیح میدهند: «طول حضیض آمونیت در جهتی مخالف سایر اجرام شبیه به سدنا قرار دارد.» حضیض بالای آن نشاندهندهی پایداری مداری بلندمدت بالقوه است و این ویژگی، آمونیت را به گزینهای ارزشمند برای بررسی خوشهبندی فرضی سدنوئیدها و همچنین آزمون فرضیهی وجود سیاره نهم تبدیل میکند. اعتبار تصویر: Chen و همکاران، ۲۰۲۵، Nature Astronomy. https://doi.org/10.1038/s41550-025-02595-7
برای این نیروی گرانشی خارجی، نظریههای مختلفی مطرح شده؛ از جمله برخورد با یک سیارهی سرگردان، تعاملهای ستارهای در خوشهی تولد خورشید، یا حتی جذب اجرام از ستارگان دیگر. اما مشهورترین توضیح، وجود سیاره نهم فرضی است.
هر کشف جدید از یک سدنوئید، مدار سیاره نهم را محدودتر میکند. تاکنون چهار سدنوئید شناخته شدهاند، اما شاید هنوز اجرام بیشتری در آن دوردستها پنهان باشند که توسط سیاره نهم هدایت میشوند.
اگر این سیاره وجود داشته باشد، ناحیهای بسیار وسیع برای پنهان شدن در اختیار دارد. برخی اخترشناسان معتقدند که میتواند پنجمین سیاره بزرگ منظومه شمسی باشد. اما به دلیل فاصله زیادش، بسیار کمنور خواهد بود. با این حال، شاید اکنون در آستانهی کشف آن قرار گرفته باشیم.
رصدخانه ورا روبین اخیراً «نور اول» خود را تجربه کرده و بهزودی پیمایش دهسالهی خود موسوم به LSST را آغاز میکند. این برنامه طراحی شده تا رویدادها و اجرام گذرای منظومه شمسی را با دقت بینظیر کشف کند. حتی شاید سیارهای مانند نهم هم نتواند از چشم آن پنهان بماند.
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان بهوجود میآید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
