سپس در سال ۱۳۹۷، دنباله‌دار ۲آی/بوریسوف نیز از سامانه‌ی خورشیدی ما عبور کرد. این دو تنها اجرام میان‌ستاره‌ای تأییدشده‌ای هستند که تاکنون از سامانه‌ی ما دیدن کرده‌اند.
در تاریخ طولانی سامانه‌ی خورشیدی، اجرام میان‌ستاره‌ای بیشتری باید به آن وارد و از آن عبور کرده باشند و در آینده نیز اجرام بیشتری از این دست خواهند آمد. آشکار است که این اجرام در فضای میان‌ستاره‌ای فراوانند و رصدخانه‌ی در شرف آغاز کار «ورا روبین» پیش‌بینی می‌شود بسیاری از آن‌ها را کشف کند.
این احتمال وجود دارد که خورشید بتواند یک جرم میان‌ستاره‌ای یا یک سیاره‌ی سرگردان را همان‌طور که برخی سیاره‌ها قمرهایی را به دام انداخته‌اند، به دام بیندازد.
سرانجام، همه چیز به «فضای فاز» (Phase Space) برمی‌گردد.
اگر سامانه‌ی خورشیدی رسیده و آرامِ ما به‌ناگاه عضوی تازه به دست آورد، چه رخ خواهد داد؟ این مسئله به جرم آن جسم و مداری که سرانجام در آن جای می‌گیرد، بستگی دارد.
این یک اندیشه‌ی جالب است؛ در حالی که بوریسوف و اوموآموا اجرام کوچک‌تری بودند، ورود یک سیاره‌ی سرگردان با جرم بیشتر به سامانه‌ی خورشیدی می‌تواند هرج و مرج مداری ایجاد کند. چنین رویدادی حتی شاید مسیر تکامل حیات بر روی زمین را دگرگون کند، هرچند این سناریو بسیار بعید است.
اما احتمال رخ دادن چنین رویدادی چقدر است؟ یادداشت پژوهشی جدیدی در مجله‌ی «مکانیک سماوی و دینامیک نجومی» (Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy) توضیح می‌دهد که سامانه‌ی خورشیدی ما چگونه می‌تواند یک جرم میان‌ستاره‌ای را به دام اندازد. عنوان این مقاله «گیراندازی دائمی در سامانه‌ی خورشیدی» است. نویسندگان آن ادوارد بلبروونو از دانشکده‌ی علوم ریاضی دانشگاه یشیوآ، و جیمز گرین (پیش‌تر در ناسا و اکنون در Space Science Endeavours) هستند.
فضای فاز یک بازنمایی ریاضی از وضعیت یک سامانه‌ی دینامیکی مانند سامانه‌ی خورشیدی ماست. فضای فاز از مختصاتی بهره می‌برد که هم موقعیت و هم تکانه را توصیف می‌کنند.
این فضا مانند یک فضای چندبعدی است که همه‌ی پیکربندی‌های مداری ممکن را در اطراف خورشید در بر می‌گیرد. فضای فاز با پیگیری ویژگی‌های مربوط به موقعیت و تکانه، وضعیت یک سامانه‌ی دینامیکی را ضبط می‌کند. فضای فاز سامانه‌ی خورشیدی ما نقاطی برای گیراندازی دارد که در آن یک جرم میان‌ستاره‌ای می‌تواند در چنگ گرانشی خورشید قرار گیرد.
فضای فاز ساختاری پیچیده دارد و بر پایه‌ی مکانیک هامیلتونی است. عناصری مانند خروج از مرکز مداری، نیم‌قطر بزرگ مدار و تمایل مداری همگی در این فضا دخیل‌اند. بهترین راه درک فضای فاز آن است که آن را یک چشم‌انداز چندبعدی در نظر بگیریم.
فضای فاز سامانه‌ی خورشیدی ما دو نوع نقطه‌ی گیراندازی دارد: موقت (ضعیف) و دائم.
نقاط گیراندازی ضعیف مناطقی در فضا هستند که یک جرم می‌تواند موقتاً به درون مداری نیمه-پایدار کشیده شود. این نقاط اغلب جایی هستند که مرزهای گرانشی بیرونی اجرام با هم تلاقی می‌کنند. این نقاط بیشتر شبیه «هل دادن‌های گرانشی» هستند تا «پذیرش مداری» کامل.
نقاط گیراندازی دائم مناطقی در فضا هستند که یک جرم می‌تواند به‌صورت دائمی در یک مدار پایدار به دام بیفتد. در این حالت، تکانه‌ی زاویه‌ای و انرژی جسم در پیکربندی دقیقی قرار دارد که به آن امکان حفظ مدار را می‌دهد. در سامانه‌های سیاره‌ای، این نقاط گیراندازی دائم پیکربندی‌های مداری پایداری‌اند که برای مدت بسیار طولانی ادامه می‌یابند.
فضای فاز سامانه‌ی خورشیدی ما بسیار پیچیده است و شامل اجرام فراوانی است که مختصات‌شان دائماً در حال تغییر است. تغییرات اندک در مختصات فضای فاز می‌تواند موجب انتقال اجرام بین حالت گیراندازی دائم و موقت شود. همچنین، تفاوت‌های ظریف در ویژگی‌های اجرام میان‌ستاره‌ای یا سیاره‌های سرگردان می‌تواند آن‌ها را به این نقاط هدایت کند.
در یادداشت‌های پژوهشی خود، نویسندگان، گیراندازی دائم یک جرم میان‌ستاره‌ای را این‌گونه توصیف می‌کنند: «گیراندازی دائم یک جرم کوچک (P) در اطراف خورشید (S) از فضای میان‌ستاره‌ای هنگامی رخ می‌دهد که P هرگز نتواند به فضای میان‌ستاره‌ای بازگردد و برای همه‌ی زمان آینده در سامانه‌ی خورشیدی باقی بماند، بی‌آنکه با خورشید برخورد کند.»
البته کمال‌گرایان خواهند گفت «برای همه‌ی زمان آینده» هرگز مطلق نیست، اما اصل موضوع روشن است.
پژوهشگران دیگری هم به این سناریو پرداخته‌اند، اما این کار یک گام فراتر می‌رود. آن‌ها می‌نویسند: «علاوه بر گیراندازی دائمی، P به‌صورت ضعیف نیز به دام می‌افتد.»
این موضوع به مسئله‌ی سه‌جسمی بازمی‌گردد که به‌طرز berن آورده‌ای حل‌ناپذیر است. همچنین برخلاف پژوهش‌های پیشین که از مشتری به عنوان جسم سوم استفاده می‌کنند، این کار پژوهشی از نیروی کشندی کهکشان به عنوان جسم سوم، در کنار خورشید (S) و جرم کوچک (P)، بهره می‌گیرد.
آن‌ها در مقاله توضیح می‌دهند: «این نیروی کشندی کهکشان تأثیر قابل توجهی بر ساختار فضای فاز برای دامنه‌ی سرعت و فاصله‌ای که ما از خورشید در نظر می‌گیریم، دارد.»
این مقاله بر ماهیت نظری فضای فاز و گیراندازی جر‌م‌های میان‌ستاره‌ای تمرکز دارد. این مطالعه به بررسی «ویژگی‌های دینامیکی و توپولوژیکی گونه‌ای ویژه از گیراندازی دائم، موسوم به گیراندازی دائم ضعیف می‌پردازد که برای زمان نامتناهی رخ می‌دهد.»
جرمی که در گیراندازی دائم ضعیف باشد هرگز فرار نخواهد کرد، اما هرگز به مداری کاملاً پایدار و سازگار نخواهد رسید. این جسم به‌صورت نامتقارن به مجموعه‌ی گیراندازی نزدیک می‌شود، بی‌آنکه با ستاره برخورد کند.
تردیدی وجود ندارد که سیاره‌های سرگردان به تعداد زیادی وجود دارند. ستارگان در خوشه‌ها شکل می‌گیرند و سپس از هم دور می‌شوند. از آنجا که ستارگان میزبان سیاره‌اند، برخی از این سیاره‌ها پیش از آنکه ستارگان همزادشان از هم فاصله بگیرند، در تعاملات گرانشی پراکنده شده و به فضای میان‌ستاره‌ای رها می‌شوند.
نویسندگان توضیح می‌دهند: «معماری نهایی هر سامانه‌ی خورشیدی با پراکندگی سیاره-سیاره‌ای، علاوه بر گذرهای نزدیک ستاره‌ای در دوران شکل‌گیری سامانه‌ی ستاره‌ای همسایه، تعیین می‌شود؛ چرا که برخوردهای نزدیک می‌توانند سیارات و اجرام کوچک را از سامانه بیرون کشیده و آن‌ها را به سیاره‌های سرگردان بدل کنند.»
آنان می‌افزایند: «وقتی همه‌ی این موارد را کنار هم بگذاریم، بیرون انداختن سیاره‌ها در نتیجه‌ی پراکندگی‌های اولیه‌ی سیاره-سیاره‌ای و برخوردهای ستاره‌ای و همچنین تکامل بعدی یک سامانه‌ی چندسیاره‌ای باید پدیده‌ای متداول باشد. این، شواهدی را برای تعداد بسیار زیاد سیاره‌های سرگردان آزاد در فضای میان‌ستاره‌ای فراهم می‌کند که شاید حتی از تعداد ستارگان هم بیشتر باشد، هرچند این ادعا بحث‌برانگیز است.»
این‌ها در مجموع چه معنایی دارد؟
پژوهشگران یک سطح مقطع گیراندازی برای فضای فاز سامانه‌ی خورشیدی ما تهیه کردند و سپس برآورد کردند که چه تعداد سیاره‌ی سرگردان در همسایگی سامانه‌ی خورشیدی ما هستند.
در همسایگی خورشیدی ما، که تا شعاعی حدود ۶ پارسک از خورشید امتداد می‌یابد، ۱۳۱ ستاره و کوتوله‌ی قهوه‌ای وجود دارد. ستاره‌شناسان می‌دانند دست‌کم چندتای آن‌ها میزبان سیاره‌اند و شاید همه‌ی آن‌ها سیاراتی داشته باشند که ما هنوز کشف نکرده‌ایم.
هر یک میلیون سال، حدود دو تن از همسایگان ستاره‌ای ما تا چند سال نوری از زمین نزدیک می‌شوند. نویسندگان می‌گویند: «اما شش ستاره انتظار می‌رود در ۵۰ هزار سال آینده به‌طور نزدیک از کنار ما عبور کنند.»
مرز بیرونی ابر اورت حدود ۱.۵ سال نوری فاصله دارد، بنابراین برخی از این برخوردهای ستاره‌ای به‌راحتی می‌توانند اجرام را از ابر اورت جدا کرده و به سمت مناطق درونی‌تر سامانه‌ی خورشیدی روانه کنند. چنین رخدادهایی بارها در گذشته روی داده‌اند، زیرا احتمالاً ابر اورت منبع دنباله‌دارهای دوره بلند است.
پژوهشگران روزنه‌هایی در فضای فاز سامانه‌ی خورشیدی شناسایی کرده‌اند که می‌تواند به برخی از این اجرام، یا اجرام میان‌ستاره‌ای و سیاره‌های سرگردان، اجازه دهد تا به وضعیت گیراندازی دائم ضعیف برسند.
این روزنه‌ها در کره‌ی هیل خورشید هستند، ناحیه‌ای که در آن گرانش خورشید نیروی گرانشی اصلی برای گیراندازی اجرام محسوب می‌شود. این روزنه‌ها در فاصله‌ی ۳.۸۱ سال نوری از خورشید، در جهت مرکز کهکشان یا مخالف آن قرار دارند.
نویسندگان می‌گویند: «گیراندازی دائم ضعیف اجرام میان‌ستاره‌ای در سامانه‌ی خورشیدی از طریق این روزنه‌ها امکان‌پذیر است. آن‌ها می‌توانند به‌طور آشوبناک درون کره‌ی هیل حرکت کرده و با بی‌شمار چرخه، در طول زمانی دلخواه، به گیراندازی دائم حول خورشید دست یابند.»
این اجرام هرگز با خورشید برخورد نخواهند کرد و می‌توانند برای همیشه به دام بیفتند. «یک سیاره‌ی سرگردان می‌تواند مدار سیاره‌های دیگر را مختل کند، امری که شاید قابل آشکارسازی باشد.»
ما هنوز در آغاز راه فهم اجرام میان‌ستاره‌ای و سیاره‌های سرگردان هستیم. ما می‌دانیم آن‌ها آن بیرون هستند، اما نمی‌دانیم چه تعدادند یا کجا هستند. رصدخانه‌ی ورا روبین ممکن است چشمان ما را به روی این جمعیت اجرام بگشاید. شاید حتی نشان دهد که آن‌ها در برخی نواحی متمرکزند و از برخی نواحی دیگر پرهیز می‌کنند.
بر اساس این پژوهش، اگر این اجرام به یکی از این روزنه‌ها در کره‌ی هیل خورشید نزدیک شوند، ممکن است میهمان ناخواسته‌ای باشند که برای همیشه می‌ماند.
![import numpy as np import h5py data='/content/drive/MyDrive/SILIXA_iDAS015_181219184621_fieldID000212.h5' data1=h5py.File(data,'r') print(data1.keys()) display(data1) display(data) raw_data = data1['DasRawData']['RawData'] x_axis = np.arange(raw_data.shape[1]) t_axis = np.arange(raw_data.shape[0]) print(x_axis.shape) print(t_axis.shape) import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np ns = 30000 fs = 1000 dx = 1.021 nx = 3136 GL = 10 x = np.arange(nx) * dx def u(x, t): return np.exp(-(x - t)**2) def calculate_result(x): return 1/10 * (u(x - 5, t) - u(x + 5, t)) traces = [] for t in range(0,30000): tr = [calculate_result(x_val) for x_val in x] traces.append(tr) traces_array = np.array(traces) print(f"traces_array : {traces_array.shape}")](https://spacenota.ir/wp-content/uploads/2025/05/big-ring-body-420x280.webp)
