کشف ۲۷ جرم جدید و گیجکننده در منظومه شمسی
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : سه شنبه, ۲۴ شهریور ۱۴۰۵ ۲۲:۳۵
به گزارش ایسنا، تلسکوپهای فضایی «هابل» و «جیمز وب» با همکاری یکدیگر، برخی از کوچکترین و دورترین اجرام منظومه شمسی را هدف قرار دادهاند و کشف کردهاند که تاریخچه این اجرام کوچک، گیجکنندهتر از آن چیزی است که ما تصور میکردیم.
این دو رصدخانه در حال چرخش، به طور مشترک ۲۷ جرم فرانپتونی یا TNO جدید را کشف کردهاند که همگی کمتر از ۴۰ کیلومتر (۲۵ مایل) عرض دارند و کوچکترین آنها تنها ۱۰ کیلومتر (۶ مایل) قطر دارد.
اجرام فرانپتونی همانطور که از نامشان پیداست در فاصلهای بسیار دورتر از نپتون به دور خورشید میچرخند. برخی از آنها در آغاز منظومه شمسی، به عنوان اجرام کوچک سیارهای که قادر به برداشتن گام اضافی برای تشکیل سیارات نبودند، در آنجا متولد شدند.
مدلهایی که چگونگی تشکیل این اجرام فرانپتونی را بررسی میکردند، پیشبینی میکردند که آنها باید تحت تأثیر برخوردهایی قرار گرفته باشند که مواد سطحی آنها را مخلوط کرده است، به طوری که ترکیب و در نتیجه رنگ آنها با اجرام فرانپتونی بزرگتر متفاوت باشد.
با این حال، مشاهدات جدید به رهبری دو دانشجوی دکترا به نامهای «آناستازیا مورگان» از دانشگاه آریزونای شمالی و «ماریل ادواردو» از دانشگاه ویکتوریا خلاف این را نشان داد. این اجرام فرانپتونی کوچک هنوز به همان شکل اولیه خود به نظر میرسند.
مورگان که سرپرستی تحلیل رنگ و ترکیبات را بر عهده داشت، در بیانیهای گفت: میتوان سناریویی را تصور کرد که در آن، ضربات و خرد شدن، ترکیب سطحی را تغییر میدهد و در نتیجه، رنگ سطح اجرام کوچکِ فرانپتونی با همتایان بزرگترشان متفاوت به نظر میرسد. بنابراین، بسیار شگفتانگیز است که میبینیم کوچکترین اجرام، به نوعی تاریخچه پیدایش خود را به خاطر میسپارند و حفظ میکنند.
اجرام فرانپتونیِ بومیِ «کمربند کویپر» در مدارهایی تقریباً دایرهای به دور خورشید حرکت میکنند و همراستا با صفحه دایرةالبروج هستند؛ همان صفحه تخت و فرضی که سیارات و سایر اجرام در آن به دور ستاره ما میچرخند. گفته میشود که این اجرام از نظر دینامیکی «سرد» هستند، زیرا از زمان شکلگیریشان عملاً جابهجا نشدهاند.
با این حال، گروه دیگری از اجرام فرانپتونی در فضای میان سیاره هفتم و هشتم (اورانوس و نپتون) شکل گرفتند؛ اما پیش از آنکه در جریان رشد این سیارات جذب آنها شوند، بر اثر تشدیدهای گرانشی به منطقهای بسیار دورتر از نپتون پرتاب شدند.
آنها در مجموع، «دیسک پراکنده»(Scattered Disk) را تشکیل دادند که به مجموعهای از اجرام با مدارهای بسیار کشیده گفته میشود که نسبت به صفحه منظومه شمسی شیب قابلتوجهی دارند. چنین اجرامی از نظر دینامیکی «داغ» نامیده میشوند.
با این وجود، حتی اجرام فرانپتونیِ داغ نیز ظاهراً در برابر هرگونه تغییری در ترکیب سطحی خود مقاومت کردهاند.
دیوید تریلینگ(David Trilling) از دانشگاه آریزونای شمالی گفت: این اجرام فرانپتونیِ پویای داغ، نشانهای از محل پیدایش خود را حفظ کردهاند، هرچند که مدارهایشان از آن زمان دستخوش تغییر و آشفتگی شده است.
این موضوع ما را به یکی از دو احتمال غافلگیرکننده میرساند؛ یا تعداد برخوردهایی که در فواصل دور از خورشید رخ میدهد، بسیار کمتر از تصور اخترشناسان است که با دانستههای ما درباره تراکم جمعیت اجرام در آن نواحی همخوانی ندارد و یا اینکه برخوردها و تصادمها رخ میدهند، اما به دلایلی سطح اجرام کوچک فرانپتونی را آنقدر که انتظار میرود، تخریب نمیکنند.
«ماریل ادواردو» به لطف قابلیت دید فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) توانست توزیع اندازه این اجرام فرانپتونی را تعیین کند. هنگامی که در طیف نور مرئی نگاه میکنیم، میزان روشنایی ظاهری یک جرم فرانپتونی تا حدی به میزان بازتابندگی سطح آن (ویژگی که «آلبدو» نامیده میشود) بستگی دارد. ممکن است جرم بزرگتری با ترکیبات کمبازتاب، در فاصلهای یکسان، کمنورتر از جرم کوچکتری به نظر برسد که با یخِ براق پوشیده شده است.
با این حال، در طولموجهای فروسرخ، روشنایی یک جرم عمدتاً به اندازه آن بستگی دارد و امکان تعیین دقیق قطر ۲۷ جرم فراخورشیدی را فراهم میکند. به طرز شگفتآوری به نظر میرسد تعداد اجرام فراخورشیدی بسیار کوچک کمتر از آن چیزی است که مدلهای تشکیل آنها پیشبینی میکنند.
ادواردو گفت: بسیار جالب است که فرآیند تشکیل خردهسیارهها با وجود تشکیل در مناطق مختلف منظومه شمسی اولیه، در نهایت توزیع اندازه یکسانی را برای جمعیتهای سرد و گرم ایجاد میکند. به نظر میرسد این فرآیند نسبت به شرایط دیسک [تشکیل سیاره] بیتفاوت است و اندازههای خردهسیاره مشابهی را چه دیسک داغ باشد چه سرد و چه متراکم یا پفدار، ایجاد میکند.
این مشاهدات، تواناییهای «هابل» و «جیمز وب» را به حد نهایی میرساند. اجرام فراخورشیدی فوقالعاده کمنور هستند و بین قدرهای ۲۴.۱ و ۲۹.۳ میدرخشند که معادل دیدن گروهی از کرمهای شبتاب روی ماه از زمین توصیف میشود.
به این ترتیب، این عمیقترین بررسی تاکنون در قلمروی نسبتاً ناشناخته فراتر از نپتون است، درست همانطور که از همکاری این دو تلسکوپ فضایی قدرتمند انتظار میرود.
این پژوهش به تازگی در مجله Astronomical به صورت دو مقاله جداگانه منتشر شد که یکی در مورد رنگ و ترکیب و دیگری در مورد توزیع اندازه اجرام فرانپتونی نگاشته شده است.
