يجذب برنامج تلفزيوني ناجح مثل "Antiques Roadshow" المشاهدين بجاذبيته العالمية. من منا لا يرغب في العثور على ثروات سرية في العلية أو الطابق السفلي؟ لكن اللوحات النادرة ومجوهرات الإرث ليست العناصر الثمينة الوحيدة التي تنتظر اكتشافها. تكمن الكنوز الكونية أيضًا في العالم الواسع للفضاء الخارجي. من بين أغلى هذه الكنوز الكواكب التي تكونت حول نجوم أخرى.
لقد اكتسب علماء الفلك للتو فكرة مهمة لتوجيه بحثهم عن العوالم خارج المجموعة الشمسية. ويشير هذا الدليل إلى الأماكن غير المستساغة - الفناء الخلفي الخاص بنا.
يقول الفلكي سكوت كينيون (مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية): "من المحتمل أن بعض الأجسام في نظامنا الشمسي تكونت بالفعل حول نجم آخر".
كيف انضمت هذه العوالم المعتمدة إلى عائلتنا الشمسية؟ لقد وصلوا من خلال تجارة بين النجوم التي حدثت منذ أكثر من 4 مليارات سنة عندما مر نجم ضال عبر نظامنا الشمسي. وفقًا للحسابات التي أجراها كينيون والفلكي بنيامين بروملي (جامعة يوتا) ونشرت في 2 ديسمبر 2004 ، الطبيعة ، التقطت جاذبية الشمس أجسام بحجم كويكب من النجم الزائر. في نفس الوقت ، قام النجم بسحب المواد من الروافد الخارجية لنظامنا الشمسي إلى قبضته.
يقول بروملي: "ربما لم يكن هناك تبادل متساو ، ولكن كان هناك بالتأكيد تبادل".
فرشاة قريبة
توصل كينيون وبروملي إلى هذا الاستنتاج المفاجئ أثناء العمل على شرح الكائن الغامض سيدنا ، وهو عالم يكاد يكون بحجم بلوتو ولكنه يقع بعيدًا عن الشمس. حير اكتشاف سيدنا في عام 2003 الفلكيين بسبب مداره غير العادي - وهو شكل بيضاوي مدته 10000 عام أقرب منه للشمس ، 70 وحدة فلكية ، يتجاوز مدار نبتون. (وحدة فلكية ، اختصار الاتحاد الأفريقي ، هي متوسط المسافة بين الأرض والشمس ، أو حوالي 93 مليون ميل.)
إن فهم Sedna يمثل تحديًا لأن مداره بعيد جدًا عن تأثير الجاذبية للكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي. ومع ذلك ، يمكن لجاذبية النجم المارة أن تسحب الأجسام خارج مدار نبتون ، في حزام كويبر ، إلى مدارات مثل سيدنا. قام كينيون وبروملي بمحاكاة حاسوبية تفصيلية لتوضيح كيف حدث هذا التحليق النجمي.
يجب أن يكون الطيران قد استوفى شرطين رئيسيين. أولاً ، يجب أن يكون النجم قد بقي بعيدًا بما يكفي لأنه لم يعطل مدار نبتون تقريبًا. ثانيًا ، يجب أن يكون اللقاء قد حدث في وقت متأخر بما فيه الكفاية في تاريخ نظامنا الشمسي بحيث كان لدى الأجسام الشبيهة بسيدنا الوقت لتشكيلها داخل حزام كويبر.
يشير كينيون وبروملي إلى أن الاصطدام القريب حدث عندما كان عمر شمسنا 30 مليون سنة على الأقل ، وربما لا يزيد عمره عن 200 مليون سنة. مسافة طيران 150-200 وحدة. سيكون قريبًا بما يكفي لتعطيل حزام كويبر الخارجي دون التأثير على الكواكب الداخلية.
ووفقًا لعمليات المحاكاة ، فإن جاذبية النجم المارة ستكتسح النظام الشمسي الخارجي إلى ما بعد حوالي 50 وحدة ، حتى عندما سحبت جاذبية الشمس بعضًا من الكواكب الغريبة في قبضتها. يشرح النموذج كلا من مدار سيدنا والحافة الخارجية الحادة المرصودة لحزامنا كويبر ، حيث يوجد عدد قليل من الأجسام بعد 50 وحدة.
"إن التحليق المقرب من نجم آخر يحل لغزين في آن واحد. يقول بروملي: "إنه يشرح كلا من مدار سيدنا والحافة الخارجية لحزام كويبر".
مسقط رأس مزدحم
لكن من أين أتى مثل هذا النجم ، ومن أين ذهب؟ منذ أن حدث الطيران قبل أكثر من 4 مليارات سنة ، فر أي مشتبه به منذ فترة طويلة من حي الشمس. لا توجد طريقة عملية للعثور على الجاني اليوم.
قد يبدو أصل الزائر غامضًا أيضًا لأن الشمس تعيش حاليًا في منطقة متفرقة من درب التبانة. أقرب جيران لنا على بعد 4 سنوات ضوئية ، والمواجهات النجمية النادرة نادرة في المقابل. ومع ذلك ، فإن الاصطدام القريب سيكون أكثر احتمالا لشمس صغيرة إذا ولدت في كتلة نجمية كثيفة ، كما تشير الأدلة الأخيرة.
يقول الفلكي تشارلز لادا (مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية): "نعتقد أن 90 في المائة من جميع النجوم تتكون في عناقيد تتكون من بضع مئات إلى بضعة آلاف من الأعضاء". "كلما كانت الكتلة أكثر كثافة ، زادت فرصة لقاء بين الأعضاء."
ويضيف: "إن هذا العمل هو دليل هام على أن الشمس تكونت بالقرب من النجوم الأخرى".
البحث عن عوالم متبناة
تشير محاكاة كينيون وبروملي إلى أنه تم تجريد الآلاف أو ربما الملايين من أجسام حزام كويبر الغريبة من النجم العابر. ومع ذلك ، لم يتم تحديد أي منها بعد بشكل إيجابي. ربما تكون سيدنا محلية ، ولا يتم القبض عليها. من بين أجسام حزام كويبر المعروفة ، فإن الصخور الجليدية التي يطلق عليها 2000 CR105 هي أفضل مرشح لالتقاطها نظرًا لمدارها الإهليلجي والمائل للغاية. لكن اكتشاف الأجسام ذات المدارات المائلة أكثر من 40 درجة من مستوى النظام الشمسي هو الذي سيحسم حالة وجود كواكب خارج المجموعة الشمسية في فنائنا الخلفي.
الهدف التالي لكينيون وبروملي هو تقدير كثافة السماء للأجسام الملتقطة حتى يتمكنوا من إجراء مسح للعثور على مثل هذه العوالم المعتمدة.
يقول كينيون: "من حيث المبدأ ، يمكن للتلسكوبات الكبيرة مثل تلسكوب MMT [مرصد سميثسونيان / جامعة أريزونا] العثور عليها إذا كانت كثيرة بما يكفي".
تم إجراء الحسابات المذكورة هنا باستخدام حوالي 3000 يوم وحدة المعالجة المركزية من وقت الكمبيوتر في مركز الحوسبة الفائقة في مختبر الدفع النفاث ، باسادينا ، كاليفورنيا.
يقع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، الذي يقع مقره في كامبريدج ، ماساشوستس ، وهو تعاون مشترك بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA ، في ستة أقسام بحثية ، أصل الكون وتطوره ومصيره النهائي.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة هارفارد
