الكوكب الغامض التاسع: كشف الأدلة

كان وجود كوكب تاسع في نظامنا الشمسي موضوع نقاش بين علماء الفلك لسنوات. ويعتقد أن هذا الكوكب الافتراضي، والذي يشار إليه غالبًا باسم "الكوكب التاسع"، يقع في أبعد مسافة من نظامنا الشمسي، خارج مدار نبتون. إن الأدلة على وجود الكوكب التاسع مقنعة، وهي تأتي من ملاحظات ونماذج رياضية مختلفة.

الاكتشاف

كان اكتشاف الكوكب التاسع نتيجة بحث وتحليل دقيق أجراه علماء الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا كونستانتين باتيجين ومايك براون. في عام 2014، نشر تشاد تروجيلو وسكوت شيبرد ورقة بحثية تشير إلى أن 13 من الأجسام البعيدة في حزام كويبر تشترك في سمة مدارية غريبة. وقد دفعهم هذا إلى اقتراح احتمال وجود كوكب صغير. على الرغم من أن براون كان متشككًا في البداية، فقد أثار اهتمامه.

ثم شرع باتيجين وبراون في رحلة للنمذجة الرياضية والمحاكاة الحاسوبية. لقد لاحظوا تجمعًا غير عادي للعديد من الأجسام خارج مدار نبتون. تم تجميع هذه الأجسام معًا بالقرب من حافة النظام الشمسي، وهي ظاهرة افترضوها كانت بسبب قوة الجاذبية لكوكب غير معروف. أصبح هذا الكوكب المجهول يعرف فيما بعد باسم الكوكب التاسع.

الخصائص

ويعتقد أن الكوكب التاسع هو كوكب غازي، يشبه أورانوس ونبتون. تشير التقديرات إلى أن كتلته تبلغ حوالي 10 أضعاف كتلة الأرض ويدور حول الشمس بحوالي 20 مرة في المتوسط ​​عن مدار نبتون. وهذا يعني أن الكوكب التاسع سيستغرق ما بين 10,000 إلى 20,000 سنة ليقوم بدورة واحدة كاملة حول الشمس.

يُعتقد أن مدار الكوكب التاسع طويل جدًا. واستنادًا إلى اعتبارات سابقة، كان من المفترض أن يكون لهذا الكوكب الافتراضي ذو الحجم الفائق للأرض كتلة متوقعة تبلغ خمسة إلى عشرة أضعاف كتلة الأرض، ومدارًا ممدودًا أبعد من الشمس بمقدار 400 إلى 800 مرة. تم تحسين تقدير المدار في عام 2021، مما أدى إلى محور شبه رئيسي أصغر إلى حد ما.

اقترح باتيجين وبراون أن الكوكب التاسع قد يكون جوهر كوكب عملاق طرده كوكب المشتري من مداره الأصلي أثناء نشأة النظام الشمسي. واقترح آخرون أن الكوكب تم التقاطه من نجم آخر، أو أنه كان في يوم من الأيام كوكبًا مارقًا، أو أنه تشكل في مدار بعيد وتم سحبه إلى مدار غريب الأطوار بواسطة نجم عابر.

الأدلة

الأجسام العابرة للنبتون (TNOs)

الدليل الأساسي على وجود الكوكب التاسع يأتي من السلوك الغريب للأجسام العابرة للنبتون (TNOs). TNOs هي أجسام تقضي معظم مداراتها بعيدًا عن الشمس أكثر من نبتون. ركز باتيجين وبراون على أجسام TNO ذات الميول العالية، مما يعني أن هذه الأجسام تدور حول الشمس بزوايا شديدة الانحدار بالنسبة لمستوى مسار الشمس.

استنتج الثنائي أن جاذبية الكوكب التاسع يمكن أن تسحب هذه الأجسام من دائرة البروج وتجميعها معًا في مدارات شديدة الميل تشترك في "الجوانب" المماثلة (أقرب وأبعد النقاط في مداراتها حول الشمس) والتي تكون موجهة بشكل مماثل. الميل بعيدا عن مسير الشمس.

الأجسام الجليدية التي تعبر مدار نبتون

وهناك دليل آخر يأتي من الأجسام الجليدية التي تعبر مدار نبتون. تعتبر أجسام TNO الجليدية غريبة لأنها تقضي معظم حياتها أبعد من الشمس بمئات المرات مقارنة بالأرض، لكن مداراتها طويلة جدًا لدرجة أنها تنقض وتقضي فترة قصيرة أقرب إلى الشمس من نبتون.

يعتقد باتيجين وفريقه أن هذه الخصائص المميزة في مدارات TNO توفر دليلًا إضافيًا على وجود الكوكب التاسع. ويجادلون بأن قوة جاذبية الكوكب التاسع يمكن أن تتسبب في عبور هذه الأجسام الجليدية مدار نبتون.

النماذج الرياضية والمحاكاة الحاسوبية

اكتشف باتيجين وبراون وجود الكوكب من خلال النمذجة الرياضية والمحاكاة الحاسوبية. واستخدموا هذه الأدوات لرسم خريطة لمدار الكوكب التاسع بعد اكتشاف محاذاة غريبة في مدارات ستة أجسام أخرى في حزام كويبر.

وعلى الرغم من الأدلة الدامغة، فإن وجود الكوكب التاسع يظل تخمينيًا بحتًا حتى يتم ملاحظته بشكل مباشر. ومع ذلك، فإن الأدلة المتزايدة من النماذج الرياضية والخصوصيات في مدارات أجسام TNO تشير بقوة إلى أن التعداد الكوكبي لنظامنا الشمسي غير مكتمل. وكما يقول باتيجين، فإن العمل الجديد يمثل "أقوى دليل إحصائي حتى الآن على أن الكوكب التاسع موجود بالفعل".

الجدال

وعلى الرغم من الأدلة الدامغة، لا يزال بعض علماء الفلك متشككين بشأن وجود الكوكب التاسع

التحيز الملاحظة

يشير تحليل شامل أجراه الفيزيائي كيفن نابير من جامعة ميشيغان إلى أن الكوكب التاسع قد لا يكون موجودًا لأن الدليل على وجوده غير موجود. بل إن ما اعتبره علماء الفلك تأثير جاذبية الكوكب هو بدلاً من ذلك تحيز اختياري في الملاحظات.

مسح الطاقة المظلمة

إن مسح الطاقة المظلمة (DES) عبارة عن دراسة شاملة تم استخدامها لتحدي وجود الكوكب التاسع. تظهر بيانات DES العديد من الأجسام الصغيرة في الأطراف الخارجية لنظامنا الشمسي، ولكن ربما لا يوجد كوكب جديد. ووجد الباحثون أن هذه الأجسام موزعة بشكل موحد وليست مجمعة، وهو ما يتناقض مع تجمع أجسام TNO الذي تمت ملاحظته في البداية.

نظرية انقراض الديناصورات

إحدى الأفكار الرائعة المقترحة حول مثل هذا الكوكب المحتمل هي أنه قد يكون مسؤولاً عن انقراض الديناصورات، لأنه يقذف مذنبات كارثية نحو الأرض عندما يمر عبر حزام كويبر مرة كل 27 مليون سنة. ومع ذلك، يُظهر البحث الجديد أنه قد لا يكون هناك أي تجمع لصخور ما بعد نبتون على الإطلاق.

عصمة فرضية الكوكب التاسع

تم إنشاء فرضية الكوكب التاسع بطريقة يكاد يكون من المستحيل دحضها. وكما علقت سامانثا لولر من جامعة ريجينا بكندا، والتي لم تشارك في الدراسة: "الطريقة الوحيدة لإثبات عدم وجودها هي البحث في كل سنتيمتر مربع من السماء وعدم العثور عليها". وهذا يجعل الجدل الدائر حول الكوكب التاسع أكثر إثارة للاهتمام.

في الختام، في حين أن الأدلة على وجود الكوكب التاسع مقنعة، إلا أن الجدل الدائر حوله لا يزال مستمرًا. لم ينته النقاش بعد، ولا يزال البحث عن الكوكب التاسع رحلة رائعة. يبقى وجود الكوكب التاسع تخمينيًا بحتًا حتى يتم ملاحظته مباشرة². ومع ذلك، فإن الأدلة المتزايدة من النماذج الرياضية والخصوصيات في مدارات أجسام TNO تشير بقوة إلى أن التعداد الكوكبي لنظامنا الشمسي غير مكتمل. وكما قال باتيجين، فإن العمل الجديد يمثل "أقوى دليل إحصائي حتى الآن على أن الكوكب التاسع موجود بالفعل"¹. إن اكتشاف الكوكب التاسع لن يعيد تعريف فهمنا لنظامنا الشمسي فحسب، بل سيفتح أيضًا آفاقًا جديدة للاستكشاف والدراسة.