شاید "سیاره ۹" در حقیقت سیاهچاله‌ای کوچک، به اندازه یک توپ بیسبال باشد!

* ناهنجاری‌های مداری در برخی از اجرام سامانه‌ی خورشیدی نشانگر وجود سیاره‌ای بزرگ است که در بخش‌های بیرونی این سامانه پنهان شده. ولی اکنون گروهی از اخترشناسان می‌گویند این جرم شاید به جای سیاره، یک سیاهچاله‌ی ریز باشد.

گمان می‌رود سیاهچاله‌های کوچکی که در نخستین ثانیه‌ی تاریخ پدید آمده‌اند در گوشه و کنار کیهان پراکنده‌اند، و شاید سامانه‌ی خورششید خودمان هم میزبان یکی از آنها باشد- تصویر بزرگ‌تر

چیزی شگفت‌انگیز می‌تواند در بخش‌های بیرونی سامانه‌ی خورشیدی کمین کرده باشد. مدارهای نامعمول برخی از سیارک‌های دوردست نشان می‌دهند که جرمی بزرگ و پنهان به نام "سیاره‌ی نُه" در آنجا پنهان شده و منتظر ماست تا پیدایش کنیم. ولی اکنون گروهی از دانشمندان در پژوهشنامه‌ای تازه گفته‌اند شاید چیزی بسیار شگرف‌تر در آنجا دارد بر مدار این اجرام دورست تاثیر می‌گذارد. آنها می‌گویند شاید سامانه‌ی خورشیدیِ ما میزبان یکی از نخستین سیاهچاله‌های کیهان باشد: یک "سیاهچاله‌ی آغازین".

انگاره‌ی "سیاره‌ی نه"

در چند سال گذشته اخترشناسان حدود یک دوجین از اجرامی را در دوردست‌های سامانه‌ی خورشیدی یافته‌اند که چشمداشت‌ها را برآورده نمی‌کنند. اینها زیرمجموعه‌‌ای از اجرامی یخی در آن سوی مدار نپتون، به نام اجرام ترانپتونی (تی‌ان‌او، TNO) هستند که افزون بر چند ویژگی شگفت‌انگیز، این ویژگی را هم دارند که نزدیک‌ترین نقطه‌ی مدار همگی‌شان به خورشید تقریبا در یک بخش از فضا است.

ولی برخی از اخترشناسان می‌گویند این [ویژگی] با نظریه‌های تازه درباره‌ی سامانه‌ی خورشیدی سازگاری ندارد. این اجرامِ به اصطلاح "ترانپتونیِ افراطی" (ئی‌تی‌ان‌او، eTNO) حتی در نزدیک‌ترین نقطه‌ی مدارشان به خورشید، بسیار دورتر از آن هستند که نپتون -آخرین سیاره‌ی شناخته شده- بتواند چنین ناهنجاریهایی در مدارشان پدید بیاورد.

چندیست که گروهی از دانشمندان برای توضیح این ناهنجاری‌ها توضیحی را پیشنهاد داده‌اند که روز به روز قانع‌کننده‌تر می‌شود. به نگر آنها، سیاره‌ای به جرم ۵ تا ۱۵ برابر زمین در آن سوی پلوتو، به فاصله‌ی چند صد برابر دورتر از خورشید نسبت به زمین پنهان شده. به گفته‌ی این دانشمندان، این جرم غول‌پیکر سیاره‌ای با نام "سیاره‌ی نه" است که دارد اجرام ترانپتونی افراطی را در مدارهای نامعمول‌شان چوپانی می‌کند.

انگاره‌ی سیاهچاله

ولی بر پایه‌ی پژوهش تازه‌ای که روز ۲۴ سپتامبر به تارنمای برخطِ arXiv فرستاده شده، سیاره‌ی ۹ تنها توضیح ممکن برای ترانپتونی‌های افراطی نیست. در این مقاله‌ی تازه ادعا شده که مقصر به جای سیاره‌ی ۹، می‌تواند یک "سیاهچاله‌ی آغازین" باشد. بر پایه‌ی نظریه‌ها، سیاهچاله‌های آغازین در زمانی کمتر از یک ثانیه پس از مهبانگ (انفجار بزرگ) پدید آمده‌اند. گرچه وجودشان تا به امروز تایید نشده.

در چند سال گذشته، اخترشناسان شماری از اجرام دوردست سامانه‌ی خورشیدی را یافته‌اند که همگی دارای پیراهور (حضیض) تقریبا همسان بوده‌اند، یعنی همگی تقریبا در یک نقطه‌ی فضا به نزدیک‌ترین بخش مدارشان به خورشید می‌رسیدند. یک نظریه‌ی اصلی دلیل این خوشه‌بندی را زیر سر یک سیاره‌ی نایافته به نام سیاره‌ی ۹ می‌داند که خود را در بخش‌های بیرونی سامانه‌ی خورشیدی پنهان کرده.

اگر این انگاره درست باشد، سیاهچاله‌ی پیشنهادی هم چند صد برابر دورتر از خورشید نسبت به زمین است، ولی از آنجایی که سیاهچاله‌ها بی‌اندازه چگال و فشرده‌اند، سیاهچاله‌ای به جرم تقریبی پنج برابر زمین باید تنها به اندازه‌ی یک توپ بیسبال باشد.

این پژوهشگران می‌گویند "آزمایش نوری همگرایی گرانشی" (اوگل، OGLE) به تازگی مجموعه‌ای از ناهنجاری‌های گرانشی را شناسایی کرده که شاید بتواند سیاهچاله بودن سیاره‌ی ۹ را توضیح دهد.

اخترشناسان در بخشی از برنامه‌ی اوگل، آسمان را برای یافتن رویدادهای ریزهمگرایی گرانشی رصد کردند. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که یک جرم بزرگ در پیش‌زمینه (مانند یک سیاهچاله) درست از جلوی یک جرم در پس‌زمینه (مانند یک ستاره) بگذرد. اگر این دو با هم درست همتراز باشند، جرم سنگین جلویی مانند یک عدسی رفتار کرده و نور جرم پشتی را اعوجاج و شدت می‌دهد.

پژوهشگران در داده‌های رصدیِ پنج سال اوگل، شش رویداد ریزهمگرایی دیدند که به نظر می‌رسید زمانی رخ داده‌اند که اجرامی به جرم ۰.۵ تا ۲۰ برابر زمین رفتار عدسی‌های گرانشی را بروز می‌دهند. بر پایه‌ی این پژوهشنامه، این اجرام که با فاصله‌ی ۲۶۰۰۰ سال نوری از زمین، در راستای کوژ مرکزی کهکشان جای دارند را می‌توان به جای این که سیاره‌هایی آزاد بدانیم، به سادگی به عنوان دسته‌ای از سیاهچاله‌های آغازین بشناسیم.

در این پژوهشنامه آمده: «توضیح اصلی برای ریشه‌ی سیاره‌ی ۹ اینست که سیاره‌ای آزاد بوده که به دام خورشید افتاده. و ما نشان می‌دهیم که احتمال به دام افتادن یک [سیاهچاله‌ی آغازین] هم می‌تواند با آن برابری کند.»

اگر به جای یک سیاره‌ی ولگرد، چنین سیاهچاله‌ای به دام خورشید افتاده باشد و اکنون در دوردست‌های سامانه‌ی خورشیدی پرسه می‌زند، پس باید مدارهای اجرام ترانپتونی افراطی را درست به همان شیوه‌ی سیاره‌ی ۹ تغییر دهد.

کنستانتین باتیگن، یکی از نظریه‌پردازان اصلی سیاره‌ی ۹ که البته در این پژوهش تازه شرکت نداشت می‌گوید به طور قطع امکانش هست که یک سیاهچاله‌ی آغازین، جای سیاره‌ی ۹ را در مدل نظری آنها را بگیرد، ولی معنایش این نیست که باید باشد.

باتیگن می‌گوید: «نکته‌ی مهمی که اینجا باید بدانیم اینست که همه‌ی این محاسبه‌ها و اندازه‌گیری‌ها تنها چیزی که می‌توانند به ما بگویند جرم سیاره‌ی ۹ است، نه همنهش (ترکیب) آن. بنابراین اساسا سیاره‌ی ۹ تا جایی که پارامترهای مداری‌اش درست باشند می‌تواند یک سیاره باشد، یک سیب زمینی، یک سیاهچاله، یک همبرگر و یا هر چیزی باشد.»

اگرچه باتیگن کاملا متقاعد نشده که وجود یک سیاهچاله در دوردست‌های سامانه‌ی خورشیدی بتواند طبیعی‌تراز سیاره‌ی ۹ باشد، ولی تایید می‌کند که برای رد کردن این نظریه‌ی تازه دودل است. به گفته‌ی خودش: «من همیشه دوست دارم ذهنم را باز نگهدارم.»

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

Planet Nine - black hole - baseball - solar system - primordial black hole - Neptune - Trans-Neptunian Object - TNO - Sun - eTNO - planet - Earth - Pluto - Sun - arXiv - Big Bang - Optical Gravitational Lensing Experiment - OGLE - gravitational microlensing - star - gravitational lens - Milky Way - galactic bulge - Konstantin Batygin - perihelia

منبع: astronomy.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان