آیا در سامانۀ خورشیدی، سیاره ای برای کشف باقی مانده؟
کشف سیاره جدید در سامانه ی خورشیدی یک رخداد بسیار نادر است. اولین سیاره جدید یعنی اورانوس در سال ۱۷۸۱ توسط ویلهلم هرشل کشف شد. او نشان داد که به جز عطارد، ونوس، زمین، مشتری و زحل سیاره دیگری هم به دور خورشید می چرخد. مشاهده اورانوس پرسش های تازه ای را در ذهن ستاره شناسان ایجاد کرد.
حرکت اورانوس با آن چیزی که انتظار می رفت باشد متفاوت بود، به بیان ساده تر حرکت این سیاره به نحوی بود که گویا مدارش توسط یک سیاره دیگر با اخلال مواجه می شود. به همین سبب ستاره شناسان سالها در پی یافتن سیاره ای دیگر بودند تا اینکه در سال ۱۸۴۶ نپتون کشف شد. سالها بعد در سال ۱۹۳۰ همین جستجو تا کشف پلوتو ادامه پیدا کرد. سیاره کوتوله ای که در آن زمان به اشتباه در رده سیارات طبقه بندی شده بود. کشف پلوتو پایان اکتشاف سیارات منظومه شمسی بود و از آن زمان به این سو هیچ سیاره دیگری کشف نشده است. از دیگرسو پلوتو نخستین سیارک شناخته شده کمربند کویپر بود. از دهه ۹۰ میلادی به بعد؛ با وجود مشاهدات فراوان ستاره شناسان هیچ اثری از چیزی که بتوان آن را سیاره نامید پیدا نشد.
طبیعتا ادعاهای بسیار شبه علمی در خصوص وجود سیاره نیبیرو(Nibiru) یا سیاره ایکس(Planet X) و امکان برخورد آن با زمین وجود دارد. این افسانه ها از دهه ها پیش ساخته شده و شاید هنوز در گوشه و کنار بتوان چیزهایی در این رابطه شنید. پیش از هر چیز باید یادآوری کنیم که سیارات نمی توانند همینطور در سامانۀ خورشیدی در هر مسیری که می خواهند حرکت کنند. آنها در مداری حرکت می کنند که گرانش خورشید تعیین می کند. اگرچه که این مدار می تواند توسط نیروهای گرانشی کوچکتر سیارات دیگر کمی تغییر کند اما آنگونه که قوانین فیزیک ایجاب می کند ؛ سیارات نمی توانند خودبخود و از هیچ ظاهرا شوند.
در خصوص کشف نپتون؛ همین داستان یعنی تاثیرات گرانشی بود که از وجود نپتون خبر می داد. نپتون بسیار از خورشید دور است؛ بطوری که با چشم غیرمسلح یا با یک تلسکوپ کوچک قابل رویت نیست. اما ستاره شناسان شاید نزدیک به صد سال در انتظار کشف نپتون بوده اند. آنها می دانستند که چیزی باید آنجا وجود داشته باشد. زیرا در آن زمان اورانوس کشف شده بود و ستاره شناسان با استفاده از اصول گرانش می دانستند که حرکت اورانوس تحت تاثیر گرانش خورشید و سایر سیارات؛ قاعدتا چگونه باید باشد. اما حرکت اورانوس به نحوی بود که انگار پای یک سیاره دیگر در میان است. سیاره نپتون دقیقا به همین روش پیدا شد. در مقایسه با آن سالها اینک ما تلسکوپ ها و ابزارهای بهتری برای مشاهده در اختیار داریم و قادریم حرکات اجرام آسمانی را دقیق تر محاسبه کنیم.
سیارات شناخته شده سامانۀ خورشیدی دقیقا طبق انتظارات ما حرکت می کنند و قاطعانه می توان گفت که هیچ چیزی نیست که از دیدرس ما دور مانده باشد یا آن را نادیده گرفته باشیم. اگر سیاره ای در سامانه ی خورشیدی وجود داشته باشد که هنوز شناخته نشده بایستی بسیار بسیار دور باشد. این بسیار بسیار دور را می توان البته محاسبه کرد! می توان محاسبه کرد که یک سیاره احتمالی در چه فاصله ای باید باشد که اثر اختلال گرانشی آن بر سیارات بسیار بسیار ناچیز (و غیرقابل تشخیص) شود.
چنین محاسباتی انجام شده و نتایج آن نشان می دهد که سیاره ای در حد و اندازه زمین اگر وجود داشته باشد حداقل ۷۵۰ واحد نجومی AU دور است. یعنی ۷۵۰ برابر فاصله زمین تا خورشید. اگر سیاره ای در فاصله ای نزدیکتر از ۷۵۰ واحد نجومی قرار می داشت ؛ می بایست اثر گرانشی آن را مدت ها پیش در محاسبات مان پیدا می کردیم. هر چقدر سیاره احتمالی مورد نظر بزرگتر باشد اثر گرانشی قوی تری از خود به روی سیارات دیگر به جای میگذارد و بنابراین بایستی در صورت وجود ؛ دورتر قرار داشته باشد. اگر مثلا سیاره ای در ابعاد مشتری وجود داشته باشد که ما هنوز آن را کشف نکرده باشیم؛ این سیاره باید ۱۳۵۰۰ واحد نجومی دور باشد. البته اگر مداری داشته باشد و در مسیر حرکت خود به خورشید نزدیک شود ؛ تا ابد غیرقابل کشف باقی نخواهد ماند!
آیا این بدان معناست که هیچ سیاره دیگری برای کشف وجود ندارد؟ نه الزاما! منظومه شمسی بسیار بزرگ است. دورترین قسمت آن هم شامل ابر اورت(Oort cloud) است. ناحیه ای که در آن بی شمار دنباله دار و سیارک و خرده اشیاء فضایی قرار دارد. خرده سنگ هایی که بسیاری از آنها در هنگام شکل گیری سامانه ی خورشیدی، منظومه ما را ترک کردند و تعدادی نیز در ابر اورت باقی ماندند. بنابراین این مساله که سیاراتی هم در آن ناحیه شکل گرفته باشند اساسا غیرممکن نیست. ابر اورت در خارج کمربند کویپر واقع شده و عرض آن از فاصله حدود ۱۰۰ واحد نجومی از زمین شروع شده و تا ۱۰۰ هزار واحد نجومی ادامه پیدا می کند. مثلا ممکن است در اثر برخورد اجرام آسمانی (مثلا در مورد شکل گیری ماه) بسیاری از سیارات به فضای بین ستاره ای پرتاب شده اند و بعضی از آنها به ابر اورت وارد شده باشند.
چنین چیزی به لحاظ نظری کاملا ممکن است. در فاصله ۱۰۰ هزار واحد نجومی به قدر کافی جا برای سیارات ناشناخته هست. البته در حال حاضر ما بخت خیلی کمی برای شناسایی آنها داریم ؛ چنین سیاراتی به قدری از خورشید دورند که نمی توان آنها را با تلسکوپ مشاهده کرد و از طرفی به دلیل دور بودن از خورشید ؛ سرد و تاریک هم هستند. از سوی دیگر آنقدری از ما دورند که هیچ اثر گرانشی بر مدار سیارات شناخته شده از خود نشان نمی دهند. برای پاسخ به این پرسش که آیا هنوز سیاره کشف نشده ای در مسامانه ی خورشیدی وجود دارد یا نه؛ باید اطلاعات و امکانات به مراتب بیش از آنچه که اکنون در اختیار داریم داشته باشیم. به احتمال زیاد سیاراتی در فاصله های بسیار بسیار دور از ما ممکن است وجود داشته باشند اما می توان گفت که ما به این زودی ها شانسی برای کشف آنها نخواهیم داشت.
نویسنده: عرفان کسرایی – پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل آلمان /سایت علمنا
