كان النظام الشمسي أصغر في الماضي. وفقا لنظرية جديدة، هاجر نبتون منذ فترة طويلة بعيدا عن الشمس وأخذ معه مجالا واسعا من الصخور.
جاء حقل غامض من الكتل الجليدية يُعرف باسم حزام كويبر ليملأ المناطق الخارجية للنظام الشمسي بفضل دفعة الجاذبية من نبتون الشاب منذ مليارات السنين. هذا بحسب الأبحاث.
حزام كويبر هو منطقة تشبه القرص تتحرك خلف مدار نبتون وتسكنها أجسام جليدية، والتي تشمل بحسب بعض النظريات أيضًا بلوتو، الذي وضعه ككوكب موضع شك، وربما يكون مصدرًا لعدة أنواع من الكواكب. المذنبات.
لكن الحزام أثار تساؤلات منذ اكتشافه في الخمسينيات من قبل عالم الفلك الأمريكي الهولندي جيرارد كويبر، الذي قال إنه البقايا المتبقية من اللبنات الأساسية للنظام الشمسي. أحد أسباب ذلك هو أن كتلة الحزام قليلة جدًا بالنسبة إلى المسافة الكبيرة التي يقطعها. إما أنه فقد كتلته مع مرور الوقت، أو أنه تشكل بالقرب من الشمس وتحرك.
وفي مقال نشر يوم الخميس الماضي في مجلة نيتشر البريطانية، عاد هارولد لويسون من مركز أبحاث الجنوب الغربي في بولدر، كولورادو، وأليساندرو موربيديلي من مرصد كوت دازور في نيس، إلى الأيام الأولى للنظام الشمسي.
في مرحلته الأولية، كان النظام الشمسي يحتوي على الشمس والكواكب الجنينية، وهو خليط من الغاز والغبار الذي تبلور إلى كتل أكبر. وكانت الكواكب المتكونة محاطة بحلقات عملاقة من الأجسام بحجم الكويكبات تسمى الكواكب المصغرة، والتي تدور حول الشمس على مسافات تصل إلى 5 مليارات كيلومتر من الشمس، وفقًا للنظرية. كانت قوة الجاذبية لهذه الحلقة العملاقة كبيرة لدرجة أن الكواكب الصغيرة، باستثناء المشتري، انحرفت بعيدًا عن الشمس.
ومع توسع مداراتها، جمعت الكواكب كتلة إضافية من الغبار والصخور المحيطة بها، ومن ثم أثرت قوة جاذبيتها بدورها على مدار الكواكب المصغرة. في النهاية، تم دفع بقية الكواكب المصغرة خارجًا بواسطة نبتون - الذي أصبح الآن عملاقًا غازيًا - وهكذا وصل الحزام إلى موقعه الحالي - على بعد حوالي 7 مليارات كيلومتر من الشمس.
كان من الممكن أن يكون حزام كويبر الأصلي فارغًا تقريبًا ولم يحتفظ إلا بكتلة صغيرة. يقول رودني جوميز، من الجامعة الفيدرالية في ريو دي جانيرو بالبرازيل، في بيان صحفي.
النظام الشمسي الذي بناه نبتون
روبرت روي بريت، space.com (ترجمة: ديكلا أورين)
كان النظام الشمسي أصغر في الماضي. وفقا لنظرية جديدة، هاجر نبتون منذ فترة طويلة بعيدا عن الشمس وأخذ معه مجالا واسعا من الصخور.
تعتمد فكرة مشروع بناء نبتون الكبير على المحاكاة الحاسوبية، التي تحاول حل اللغز الذي كان يؤرق علماء الفلك خلال السنوات القليلة الماضية. في عام 1992 اكتشف الباحثون أول جسم بعد نبتون غير بلوتو (يوجد بلوتو أحيانًا داخل مدار نبتون وأحيانًا خارجه).
تُعرف المنطقة اليوم باسم حزام كويبر، وقد تم العثور على حوالي 1000 من كائنات حزام كويبر (KBOs - كائنات حزام كويبر). ويبلغ حجم بعضها نصف حجم بلوتو تقريبًا. ويقدر العلماء أن هناك ما لا يقل عن مليار آخر من هذه الأجسام، الكبيرة والصغيرة.
ولكن ليس من المفترض أن يكون الجميع هناك.
تقول النظرية الرائدة لتكوين النظام الشمسي أن أجسام حزام كويپر مثل الكويكبات والمذنبات والكواكب الصخرية تشكلت بعد وقت قصير من ولادة الشمس منذ حوالي 4.6 مليار سنة. اصطدمت بقايا الغاز والغبار، والتي تسمى قرص ما قبل الكواكب (القرص الكوكبي الأولي)، وبقيت معًا.
لكي يحدث سيناريو الاصطدام والالتصاق في حزام كويبر اليوم، يجب أن تحتوي المنطقة على كمية من المواد أكبر بعشر مرات من كمية المواد الموجودة على الأرض. هناك حاجة إلى هذه الكمية من المادة لإتاحة فرصة الاصطدامات التي تؤدي إلى تكوين أجسام كبيرة.
وتشير الملاحظات حتى الآن إلى أن حزام كويبر يحتوي فقط على حوالي عُشر كتلة الأرض.
حاول الباحثون معرفة أين ذهبت المادة المفقودة. ربما تكون الاصطدامات بين حزام كويبر نفسه قد حولت معظم المواد إلى غبار، وانفجرت خارج النظام الشمسي. لكن هذا التفسير غير مقبول من الجميع. وتخلص النظرية الجديدة ببساطة إلى أن هذه المادة لم تكن موجودة في المقام الأول.
يقول هارولد ليفيسون من معهد أبحاث الجنوب الغربي: "الحقيقة هي أننا لم نحل مشكلة نقص الكتلة". "لقد خدعناها."
استنتج ليفيسون وزميله أليساندرو موربيديلي أن الحدود الخارجية لحزام كويبر كانت تقع في مكان نبتون الآن، على بعد حوالي 30 وحدة فلكية. الوحدة الفلكية الواحدة هي المسافة بين الأرض والشمس.
كان هناك في الفضاء ما يكفي من المواد لأجسام حزام كايبر ذاتية التطور. ومن ثم فإن جاذبية نبتون، التي كانت ضعيفة أيضًا على مر السنين في ذلك الوقت، كانت ستدفع بعض هذه الأجسام إلى الخارج، حيث كانت ستستقر في مدارات أكثر أو أقل استقرارًا حول الشمس تصل إلى ممحاة تبلغ حوالي 48 وحدة فلكية.
يفسر نموذج الكمبيوتر الجديد غرابة أخرى. ويشتبه علماء الفلك منذ 20 عامًا في أن نبتون يتحرك خارج مكان ميلاده، بناءً على التأثير المحتمل للأجسام الصغيرة عليه.
ومع ذلك، تساءل المنظرون عن سبب توقف نبتون عن الحركة. وقال موربيديلي من مرصد لا كوت دو لازور في فرنسا: "هاجر نبتون حتى واجه حافة قرص الكوكب الأولي، حيث توقف فجأة".
يمكن العثور على تفاصيل العمل في عدد 27 نوفمبر من مجلة Nature.
قدم رودني جوميز من المرصد الوطني في البرازيل تحليلاً للمفهوم الجديد إلى Nature. وفي مقابلة عبر البريد الإلكتروني، أخبر جوميز موقع space.com أن "لويسون وموربيدلي يقدمان ادعاءات قوية بأن السيناريو الخاص بهما صحيح".
لم يشارك جوميد في العمل على التصور الجديد. ومع ذلك، في ورقة بحثية منفصلة قدمت إلى مجلة إيكاروس، تعاون جوميز مع ليفيسون وموربيدلي لإظهار أن المنطقة التي يشغلها الآن حزام كويبر كانت مقفرة في السابق، وإلا فربما هاجر نبتون أبعد مما فعل.
وقال جوميز إن هناك حاجة إلى عمليات محاكاة حاسوبية دقيقة لتحديد ما إذا كان تأثير نبتون مفهوما بشكل صحيح، ولكن حتى لو تم حل لغز حزام كويبر، فلا يزال هناك المزيد لفهمه.
في السيناريوهات السابقة لتاريخ النظام الشمسي، يبدأ الأمر بقرص كوكبي صغير مقطوع، كما هو موضح في المحاكاة الجديدة. ومع ذلك، قال جوميز إن عمليات الرصد المحدودة لحلقات مماثلة من الغاز والغبار في النجوم الشابة تشير إلى أنها أوسع.
"إذن، هل النظام الشمسي حالة نادرة؟" هو يتساءل. "وأعتقد أن هذا سيكون قضية رئيسية في علم الكواكب في السنوات المقبلة."
