حقوق الصورة: ناسا
يعتقد باحثون من معهد جنوب غرب الأبحاث أن لديهم نظرية يمكن أن تساعد في تفسير سبب وجود عدد قليل جدًا من الأشياء في حزام كويبر - مجموعة من الأشياء خارج مدار نبتون. وفقًا لنظريات كيفية تشكل الأنظمة الكوكبية ، يجب أن يكون هناك 100 ضعف من المواد في حزام كويبر مما لاحظه علماء الفلك. يعتقد الباحثون أن عمالقة الغاز ، بما في ذلك نبتون ، تشكلوا أقرب إلى الشمس ، وانجرفوا ببطء أكثر بمرور الوقت. عندما هاجر نبتون ، كان يمكن أن يدفع أجسام كويبر خارج النظام الشمسي.
تقدم دراسة جديدة أجراها باحثون في معهد الجنوب الغربي للأبحاث (SwRI) والمرصد البحري لازور تفسيرا لأحد الجوانب الأكثر غموضا في عدد الأجسام خارج نبتون. وبذلك ، يقدم لمحة فريدة عن القرص الكوكبي الأولي الذي تشكلت منه كواكب النظام الشمسي. سيتم نشر النتائج في عدد 27 نوفمبر من مجلة Nature.
حزام كويبر هو منطقة من النظام الشمسي تمتد للخارج من مدار نبتون ، وتحتوي على مليارات من الأجسام الجليدية من كيلومتر إلى آلاف الكيلومترات عبرها. تم اكتشافه في عام 1992 ، ومنذ ذلك الوقت تم فهرسة ما يقرب من 1000 قطعة. بعض هذه الأشياء كبيرة جدًا - أكبر قطر يبلغ أكثر من 1000 كيلومتر.
كما درس الفلكيون هذا الهيكل ، ظهر لغز. مثل معظم الكواكب في النظام الشمسي ، يعتقد أن أجسام حزام كويبر الكبيرة قد تشكلت من أجسام أصغر تلتصق ببعضها البعض عندما تصطدم. لكي تعمل هذه العملية في المناطق البعيدة خارج نبتون ، يجب أن يحتوي حزام كويبر على أكثر من 10 أضعاف كمية المواد الموجودة في الأرض. ومع ذلك ، تظهر المسوحات التلسكوبية لهذه المنطقة أنها تحتوي حاليًا على ما يقرب من عُشر كتلة الأرض ، أو أقل.
لحل اللغز ، كان الباحثون يبحثون منذ عدة سنوات عن طريقة لإزالة أكثر من 99 بالمائة من مادة حزام كويبر. ومع ذلك ، يصف د. هارولد ليفيسون (SwRI) والدكتور أليساندرو موربيدلي (مرصد كوت دازور في نيس ، فرنسا) في مقالتهما ، "تشكيل حزام كويبر عن طريق النقل الخارجي للأشياء أثناء هجرة نبتون". أن حزام كويبر ربما لم يكن قد فقد الكثير من الكتلة على الإطلاق.
يقول ليفيسون ، عالِم فريق العمل في قسم دراسات الفضاء في SWRI: "ظلت مشكلة النضوب الجماعي في حلقنا لبعض الوقت". "يبدو أنه قد يكون لدينا أخيراً إجابة محتملة."
يجادل ليفيسون وموربيدلي بأن القرص الكوكبي الأولي الذي تشكلت منه الكواكب والكويكبات والمذنبات كان له حتى الآن حافة غير متوقعة في الموقع الحالي لنبتون ، والذي يبلغ 30 وحدة فلكية (AU ، متوسط المسافة بين الشمس والأرض) ، وأن المنطقة التي يشغلها الآن حزام كويبر كانت خالية. تشكلت جميع أجسام حزام كويبر التي نراها خارج نبتون أقرب إلى الشمس وتم نقلها إلى الخارج خلال المراحل الأخيرة من تكوين الكوكب.
لقد عرف الباحثون لمدة 20 عامًا أن مدارات الكواكب العملاقة تتحرك حولها أثناء تشكلها. على وجه الخصوص ، تشكل أورانوس ونبتون أقرب إلى الشمس وهاجروا إلى الخارج. أظهر ليفيسون وموربيدلي أن نبتون كان بإمكانه دفع جميع أجسام حزام كويبر المرصودة إلى الخارج أثناء هجرتها.
يقول ليفيسون: "لم نحل مشكلة استنفاد الكتلة حقًا ، بل تجاوزناها". "وفقًا لعملنا ، ربما كان الفراغ وراء نبتون خاليًا من الأشياء".
ومع ذلك ، في هذا النموذج ، احتوت المنطقة الداخلية لـ 30 AU على ما يكفي من المواد لتشكيل أجسام حزام كويبر. لم تؤثر الآليات التي استخدمها نبتون لدفع حزام كويبر إلا على جزء صغير من الأشياء. أصبحت هذه الأشياء التي يراها الفلكيون. أما البقية فقد انتشرت خارج النظام الشمسي بواسطة نبتون. تشرح هذه النظرية الجديدة العديد من السمات الملحوظة للنظام الشمسي الخارجي ، بما في ذلك خصائص مدارات أجسام حزام كويبر وموقع نبتون.
يقول موربيدلي: "إن أحد الجوانب المحيرة لهجرة نبتون هو سبب توقفها حيث توقفت". يوضح نموذجنا الجديد هذا أيضًا. هاجر نبتون حتى وصل إلى حافة القرص الكوكبي الأولي ، وعندها توقف فجأة ".
قامت وكالة ناسا والمؤسسة الوطنية للعلوم والمركز الوطني للبحث العلمي في باريس بتمويل هذا البحث.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من SWRI
