أحدث استكشاف للنظام الشمسي لهذا العام. دراسات علمية جديدة لكواكب المجموعة الشمسية. عبور عطارد عبر الشمس

حقوق التأليف والنشر الصورةرويترزتعليق على الصورة مايكل براون متخصص في العثور على الأشياء البعيدة

قدم علماء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مايكل براون وكونستانتين باتيجين دليلاً على وجود كوكب عملاق النظام الشمسييقع على مسافة أبعد من الشمس عن بلوتو.

أفاد الباحثون أنهم لم يتمكنوا بعد من رؤيته من خلال التلسكوب. وفقا لهم ، تم اكتشاف الكوكب عند دراسة حركة الأجرام السماوية الصغيرة في الفضاء السحيق.

تبلغ كتلة الجسم السماوي حوالي 10 أضعاف كتلة الأرض ، لكن العلماء لم يتحققوا بعد من وجودها.

لدى علماء الفلك في المعهد فكرة تقريبية عن مكان وجود الكوكب في السماء المرصعة بالنجوم ، ولا شك أن اقتراحهم سيطلق حملة للعثور عليه.

قال مايكل براون: "هناك العديد من التلسكوبات على الأرض قادرة نظريًا على العثور عليها. أتمنى حقًا الآن ، بعد إعلاننا ، أن يبدأ الناس في جميع أنحاء العالم في البحث عن الكوكب التاسع".

مدار بيضاوي الشكل

وفقًا للعلماء ، يبعد الجسم الفضائي عن الشمس حوالي 20 مرة من نبتون ، التي تبعد 4.5 مليار كيلومتر.

على عكس المدارات شبه الدائرية للكواكب الأخرى في النظام الشمسي ، من المفترض أن يتحرك هذا الجسم في مدار إهليلجي ، وتستغرق ثورة كاملة حول الشمس من 10 آلاف إلى 20 ألف سنة.

درس العلماء حركة الأجسام التي تتكون أساسًا من الجليد في حزام كويبر. بلوتو في هذا الحزام.

لاحظ الباحثون موقعًا معينًا لبعض الجثث في الحزام ، لا سيما الأجسام الكبيرة مثل Sedna و 2012 VP113. في رأيهم ، لا يمكن تفسير ذلك إلا من خلال وجود جسم فضائي كبير غير معروف.

قال براون: "تتحرك جميع الأجسام البعيدة في نفس الاتجاه على مسار لا يمكن تفسيره ، وأدركنا أن التفسير الوحيد لذلك هو وجود كوكب كبير بعيد يربطها ببعضها البعض أثناء دورانها حول الشمس".

الكوكب العاشر

تمت مناقشة فكرة وجود ما يسمى بالكوكب X ، الواقع على أطراف النظام الشمسي ، في الأوساط العلمية لأكثر من 100 عام. يتم تذكرها ثم نسيانها.

التخمين الحالي له أهمية خاصة بسبب المؤلف الرئيسي للدراسة.

يتخصص براون في العثور على الأجسام البعيدة ، وكان اكتشافه للكوكب القزم إيريس في حزام كايبر في عام 2005 هو الذي تسبب في فقدان بلوتو لمكانة كوكب الأرض بعد عام.

ثم تم افتراض أن إيريس أكبر قليلاً من بلوتو ، ولكن أصبح من الواضح الآن أنه أصغر قليلاً منه.

كان الباحثون الذين يدرسون الأجسام البعيدة في النظام الشمسي يتكهنون منذ بعض الوقت بإمكانية وجود كوكب بحجم المريخ أو الأرض بسبب حجم وشكل الكواكب في حزام كويبر. ولكن حتى تتمكن من رؤية الكوكب من خلال التلسكوب ، فإن فكرة وجوده ستُنظر إليها بعين الشك.

نُشرت الدراسة التي أجراها مايكل براون وكونستانتين باتيجين في مجلة أسترونوميكال جورنال.

علماء الفلك مايك براون وكونستانتين باتيجين من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا حول اكتشاف مرشح للكوكب التاسع للنظام الشمسي خارج مدار بلوتو. قد يصبح الاكتشاف واحدًا من أكثر الاكتشافات إثارة في العقد الحالي ، مقارنة باكتشاف قارة جديدة على الأرض. نتائج البحث عن الكوكب X ، نشرها المؤلفون في المجلة الفلكية. Science News و Nature News تحدثا عنهما بإيجاز.

ما تم اكتشافه

الكوكب X هو جسم بحجم نبتون وعشر أضعاف كتلة الأرض. يدور الجرم السماوي حول الشمس في مدار شديد الاستطالة والميل لمدة 15 ألف سنة. أقرب مسافة بين الشمس والكوكب X هي 200 وحدة فلكية (أي سبعة أضعاف المسافة بين نبتون والنجم) ، والحد الأقصى يقدر بـ 600-1200 وحدة فلكية. يؤدي ذلك إلى إخراج مدار الجسم من حزام كويبر ، حيث يقع بلوتو ، باتجاه سحابة أورت.

لماذا الكوكب التاسع

ينطبق تعريف الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) للكوكب فقط على الأجرام السماوية في النظام الشمسي. وفقًا لذلك ، يُعتبر الجسم الضخم المستدير كوكبًا ، بعد أن طهر محيط مداره من عدد كبير من الأجسام الأصغر. يعترف الاتحاد الفلكي الدولي رسميًا بوجود خمسة كواكب قزمة. يقع أحدهم (سيريس) في حزام الكويكبات بين مداري المريخ والمشتري ، والبعض الآخر (بلوتو وإيريس وماكيماكي وهوميا) يقع خارج مدار نبتون. أكبرهم هو بلوتو.

في المجموع ، هناك ثمانية كواكب في النظام الشمسي ، وفقًا للاتحاد الفلكي الدولي. أكبرها وأضخمها هو كوكب المشتري. لم يعد بلوتو ، بقرار من الاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006 ، كوكبًا ، لأنه لا يفي بأحد المعايير التي تحدده (هيمنة مداره في الفضاء). حتى الآن ، اكتشف علماء الفلك أكثر من 40 كوكبًا قزمًا مرشحًا. يقدر العلماء أنه قد يكون هناك أكثر من ألفي كوكب قزم في النظام الشمسي ، منها 200 يقع داخل حزام كويبر (على مسافة 30 إلى 55 وحدة فلكية من الشمس). البقية خارجها.

تعريف الكوكب على أنه قزم مثير للجدل بين العلماء. على وجه الخصوص ، يمكن أن تلعب الأبعاد دورًا حاسمًا في هذه الحالة. الجرم السماوي. إن الكوكب X هو الخامس من حيث الكتلة والحجم للجرم السماوي للنظام الشمسي المعروف للعلم ، وبالتأكيد لا يمكن اعتباره قزمًا. قد يؤدي المدار والأصل غير المعتاد للكوكب X إلى مراجعة تعريف IAU للكوكب القزم.

الصورة: NASA / JPL-CALTECH

كيف فتحوا

تم الاشتباه في وجود الكوكب X في عام 2014. ثم قام تشادويك تروجيلو من مرصد الجوزاء في هاواي وسكوت شيبارد من معهد كارنيجي بواشنطن بنشر مقال في مجلة نيتشر حيث أبلغا عن اكتشاف على مسافة 80 وحدة فلكية (بلوتو هو 48 وحدة فلكية من الشمس) من شمس الكائن العابر لنبتون 2012 VP113. في عملهم ، اقترح علماء الفلك أيضًا أنه على مسافة 250 وحدة فلكية من النجم يوجد كوكب أكبر من الأرض.

قرر الفلكي الراصد براون وخبير علم الفلك الحاسوبي باتيجين دحض بيانات تروخيو وشيبارد. لكن اتضح بشكل مختلف. اكتشف العلماء كوكبًا جديدًا من خلال تحليل البيانات المتعلقة بآثار جاذبيته على الأجرام السماوية الأخرى خارج مدار نبتون. من بينها ، على وجه الخصوص ، المرشح للكوكب القزم Sedna الذي اكتشفه براون وتروجيلو وديفيد رابينوفيتش في عام 2003. تشرح النمذجة الحاسوبية والحسابات النظرية التي أجراها براون وباتيجين نتائج الملاحظات من خلال وجود الكوكب X. ويقدر علماء الفلك احتمال الخطأ في استنتاجاتهم بنسبة 0.007 في المائة.

كيف جاء الكوكب إكس ليكون

لا يمكن لعلماء الفلك حتى الآن إعطاء إجابة دقيقة لمسألة أصل الكوكب X. إنهم يميلون إلى الفرضية التالية. في فجر وجود النظام الشمسي ، كان هناك خمسة كواكب أولية كبيرة ، أربعة منها شكلت كوكب المشتري الحديث وزحل وأورانوس ونبتون. ومع ذلك ، بعد حوالي ثلاثة ملايين سنة من ولادتهم ، أدت جاذبية أول جرمين سماويين إلى طرد Protoplanet X من مدار نبتون.

هيكل وتكوين الكوكب العاشر

يشير أصل الكوكب X إلى أنه كان في الأصل مشابهًا لعمالقة الجليد أورانوس ونبتون. هذا الأخير أثقل 17 مرة من الأرض ، وقطره أكبر بأربع مرات من قطر الكوكب الأزرق. يُصنف أورانوس ونبتون على أنهما عمالقة جليدية. يتكون غلافها الجوي من غازات (الهيدروجين والهيليوم والهيدروكربونات) وجزيئات الجليد (الماء والأمونيا والميثان). تحت الغلاف الجوي للعمالقة عبارة عن عباءة من الماء والأمونيا وجليد الميثان ، والتي تقع تحتها نواة صلبة من المعادن والسيليكات والجليد. قد يكون للكوكب X نواة وعباءة متشابهة بدون غلاف جوي كثيف.

نقد

عمل الميكانيكي السماوي أليساندرو موربيدلي من نيس كمرجع لعمل العلماء في المجلة الفلكية. كان متفائلاً بشأن فرص اكتشاف علماء الفلك براون وباتيجين للكوكب X. أخيرًا وليس آخرًا - بفضل سلطة العلماء. كان عالم الكواكب هال ليفيسون من كولورادو متشككًا بشأن عمل زملائه ، مشيرًا إلى التسرع في استنتاجات براون وباتيجين والحاجة إلى مزيد من التحقق. كما لاحظ مكتشفو الكوكب X أنفسهم ، فإن علماء الفلك سيؤمنون باكتشافهم فقط عندما يمكنهم مراقبة الكوكب من خلال التلسكوب.

ماذا بعد

لاكتشاف الكوكب X ، حجز علماء الفلك وقتًا في مرصد سوبارو الياباني في هاواي. سيتنافس تروخيو وشيبارد مع العلماء في البحث عن الكوكب. قد يستغرق تأكيد وجود جرم سماوي ما يصل إلى خمس سنوات. إذا تم اكتشافه ، يمكن أن يصبح الجسم هو الكوكب التاسع في النظام الشمسي. أدت عمليات البحث السابقة عن الكوكب X في النظام الشمسي إلى اكتشاف العلماء نبتون (عام 1864) وبلوتو (عام 1930). ليس هناك شك في أنه سيتم تأكيد وجود الكوكب التاسع.

في بداية عام 2016 ، أعلن مايكل براون وكونستانتين باتيجين ، موظفو معهد التكنولوجيا في كاليفورنيا ، أنهما تمكنا من تحديد موقع الكوكب التاسع في النظام الشمسي. يقع ما يسمى بـ "الكوكب X" الغامض ، الذي يقال إن وزنه 10 أضعاف كتلة الأرض ، على مسافة 41 مليار كيلومتر من الشمس.

لم يعثر العلماء بعد على دليل ملموس يمكن أن يؤكد وجود كوكب غامض ، باستثناء الكويكبات المتحركة بشكل غريب وعدد من الكواكب القزمة في حزام كويبر. وبحسب التقديرات الأولية للعلماء ، فإن فترة دوران "الكوكب X" حول الشمس هي ثورة واحدة لمدة 15 ألف عام ، وهو ما لم يوضح بعد مكانه.

قبل حوالي ستة أشهر ، قدم زملاؤنا من جامعة أريزونا (الولايات المتحدة الأمريكية) - كاثرين فولك ورينو مالهوترا ، حسابات للمدارات المحتملة لـ "الكوكب X" ، وبعد ذلك طرحوا افتراضات حول إمكانية وجود ما يصل إلى كائنين من هذا القبيل ، بدلاً من واحد. بالنظر إلى أن جميع الكواكب داخل النظام الشمسي قد تم اكتشافها بالفعل ، فمن المستحيل العثور على تفسير للحالات الشاذة المكتشفة. فقط كوكب يتناسب مع المريخ هو القادر على إنتاجها.

في عملية تحليل مدارات الأجسام في أجزاء مختلفة من حزام كويبر ، تم اكتشاف وجود مجموعتين من الكواكب القزمية ذات ميل واستطالة غير عادية في المدارات بالنسبة إلى مدارات الأجسام الأخرى على حدود النظام الشمسي. الأول تم تركيزه عند 40-42 AU من النجم ، والكواكب من "السكان" الثاني عند حوالي 50-80 وحدة. المجموعة الأولى الشاذة كانت "مرتبطة" بحركة الكواكب العملاقة و "الكوكب X" لبراون وباتيجين ، والثانية "تحدثت" عن كوكب آخر كبير إلى حد ما. لم يكن انحناء مداراتها بهذه القوة ، مما يشير إلى الحجم الأصغر بشكل ملحوظ للكوكب العاشر مقارنةً بـ "الكوكب X" ، والذي يُسمى بالفعل "الأرض الفائقة" و "نبتون المصغر".

الكوكب العاشر ، حسب حساب مالهوترا وولف ، له أبعاد مماثلة لتلك الخاصة بالمريخ ، على الرغم من حقيقة أن موقع الجسم السماوي لحزام كايبر والكواكب الأخرى للنظام الشمسي سيكون أقرب بكثير ، ما يقرب من 65 وحدة فلكية من الشمس. وبسبب هذا ، فإن اكتشاف هذا الكوكب قد يحدث في وقت أبكر بكثير من تعامل براون وباتيجين مع عملاق الغاز.

ومع ذلك ، لماذا لم يحدث هذا بعد ، يعزو علماء الكواكب هذا إلى احتمال مرور مداره عبر السماء من حيث موقع القرص اللامع للمجرة ، والذي "يلقي إشعاعه بظلاله" على الضوء الخافت لجسم ما حدود النظام الشمسي.

"لم يكن هذا تغييرًا مؤقتًا عاديًا. يقول كروير: "لقد كان فصلًا مكانيًا كاملاً".

يجب أن يكون هناك شيء ما جعلهم منفصلين لفترة طويلة. وهذا "الشيء" ، وفقًا لمؤلفي الدراسة ، كان على الأرجح كوكب المشتري الشاب.

ويضيف كروير: "لم يكن هناك أي شيء آخر".

"هذا عمل مثير للاهتمام للغاية يعطي نتائج مثيرة للغاية تتفق جيدًا مع فهمنا الحالي لتاريخ النظام الشمسي. على الأرجح ، كان كل شيء على ما يرام ، "علق على عمل الباحث كونستانتين باتيجين ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، والذي لم يشارك في الدراسة.

يقارن باتيجين علماء الكواكب بالمحققين. كلاهما يتجول في الكواليس بحثًا عن أي تلميحات متبقية لما حدث بالفعل.

يقول باتيجين: "في بعض الأحيان في مسرح الجريمة ، يمكن لقطرات صغيرة من الدم على السقف أن تخبرنا بما هو أكثر بكثير من الأطراف المقطوعة".

وفقًا لهذا القياس ، فإن الكواكب هي الأطراف ذاتها ، بينما النيازك هي قطرات من الدم. ولكن ، كما هو الحال مع العثور على الدليل الصحيح ، يضيف العالم ، هناك دائمًا مجال للشك.

على سبيل المثال ، وفقًا لكيفين والش ، عالم الفلك في معهد أبحاث جنوب شرق كولورادو ، كان من الممكن أن تكون الأمور مختلفة تمامًا. في ذلك الوقت ، يمكن أن يقسم هيكل النظام الشمسي نفسه النيازك إلى مجموعات.

"على الرغم من أن لا أحد يستبعد احتمال أن يكون لدينا ببساطة فهم ضعيف لتوزيع النيازك والكويكبات في النظام الشمسي المبكر ، وكوكب بكتلة كوكب المشتري في الواقع لا يمكن أن يلعب مثل هذا الدور المهم في كل هذا."

ومع ذلك ، فإن الدراسة الجديدة حتى الآن تؤكد فقط الأفكار السابقة حول النظام الشمسي الشاب وخاصة تطور كوكب المشتري. على سبيل المثال ، وفقًا لأحدهم ، يُدعى فرضية الانحراف الكبير ، بدأ كوكب المشتري في تغيير مداره في الفترة المبكرة من تاريخ النظام الشمسي ، وفي البداية اقترب الكوكب من الشمس ، ثم بدأ في الابتعاد عن الشمس - مثل اليخت المتدرج (ومن هنا جاء الاسم المأخوذ من الإبحار). تم اقتراح الفكرة من قبل Walsh نفسه وحصلت على دعم من علماء آخرين في عام 2011.

يمكن أن يحدث الانجذاب إلى الشمس بالضبط حتى اللحظة التي تشكل فيها زحل ، والتي بدأت في سحب المشتري من النجم. مثل هذا الانقباض ، بدوره ، يمكن أن يتسبب في ارتباط مجموعات من النيازك في حزام واحد. علاوة على ذلك ، وفقًا لبعض العلماء ، قد يكون كوكب المشتري الصغير والهائل هو التفسير لسبب تحول كوكب الأرض إلى صغير نسبيًا وله غلاف جوي رقيق نسبيًا.

يعلق باتيجين: "من وجهة نظر المجرة ، نحن سكان كوكب غريب جدًا".

تشير الدلائل العلمية إلى أن الأرض خرجت من السديم الشمسي بعد حوالي 100 مليون سنة من تكوين النظام ، وبحلول ذلك الوقت كانت الجاذبية قليلة جدًا "لبناء الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين والهيليوم" الموجود عادةً في عوالم أخرى. يجب شكر المشتري على هذا ، والذي امتص حرفيًا معظم هذه المواد لنفسه.

اكتشف صائدو الكواكب الخارجية الذين يراقبون أنظمة نجمية أخرى العديد من الكواكب الفائقة - كواكب أكبر من الأرض ولكنها أصغر من عمالقة الغاز مثل نبتون. يبلغ حجم العديد من هذه الكواكب الخارجية ضعف حجم الأرض وتقع في المناطق الصالحة للسكن من نجومها. وفقًا لكروير ، فإن السبب وراء خلو نظامنا الشمسي من الكواكب الفائقة هو كوكب المشتري وتأثيره على وجه التحديد.

"حتى في مهده ، كان للمشتري تأثير كبير على ديناميكيات وتطور النظام الشمسي. على الرغم من أن هذا التأثير قد تضاءل الآن ، إلا أنه لم يفقده تمامًا. يوافق جونسون على ذلك ، حتى في غضون مليون عام ، سيلعب كوكب المشتري دورًا مهمًا في الشكل الذي سيبدو عليه نظامنا.

كان هذا العام غنيًا حقًا بالاكتشافات العلمية في مجال علم الفلك. تمكنت البشرية لأول مرة من استكشاف اثنين عالم غامض، للعثور على الماء في حالة سائلة على المريخ ، وعلى القمر الصناعي لزحل - محيط ضخم تحت الجليد. لذلك ، على الرغم من حقيقة أن عملية الاستكشاف النشط للنظام الشمسي قد بدأت بالفعل ، فقد نجح عام 2015 في إيجاد عدة أسباب لكسب موطئ قدم راسخ في التاريخ.

في يوليو من هذا العام ، حلقت محطة الكواكب الأوتوماتيكية "نيو هورايزونز" إلى بلوتو على مسافة لا تقل عن. خلال هذا النهج ، تمكن الجهاز من التقاط العديد من الصور لأكبر الكواكب القزمة في النظام الشمسي. بفضل "الملتقى" الكوني يمكننا الآن الاستمتاع بمناظر رائعة لـ "القزم".

خصصت محطة Dawn الآلية بين الكواكب ("Dawn") عام 2015 لدراسة أكبر جسم في حزام الكويكبات - سيريس. خلال الأشهر القليلة الماضية ، تمكنت المركبة الفضائية من التقاط بعض الصور الفريدة للكوكب القزم. بالمناسبة ، اكتشف العلماء على أحدها بقعًا بيضاء غامضة ، والتي تم تحديدها لاحقًا على أنها رواسب ملح.

ساعدت البيانات من مسبار كاسيني العلماء في إثبات وجود محيط جليدي عالمي يغطي كامل منطقة قلب القمر الجليدي إنسيلادوس لكوكب زحل. كما تم الكشف عن النشاط الحراري المائي ، والذي قد يشير إلى وجود أبسط أشكال الحياة.

في سبتمبر من هذا العام ، عقدت وكالة ناسا مؤتمرا صحفيا خاصا لإزالة حجاب الغموض على الخطوط المظلمة على سطح المريخ بالقرب من خط الاستواء ، التقطتها كاميرات محطة استكشاف المريخ متعددة الوظائف الآلية بين الكواكب. كما اتضح ، هذا ماء سائل يحتوي على نسبة عالية من الملح.

لقد كان عامًا مثيرًا وصعبًا بالنسبة لوكالة الفضاء الأوروبية. انصب اهتمام الجمهور المتزايد على "أبناء أفكار" وكالة الفضاء الأوروبية - المركبة الفضائية "روزيتا" ووحدة هبوطها "فيلا".

ذهب Rosetta إلى الفضاء منذ أكثر من 10 سنوات - في مارس 2004. خلال هذا الوقت ، قطعت ما مجموعه حوالي 6.4 مليار كيلومتر. في أغسطس 2014 ، أصبحت روزيتا أول مركبة فضائية في التاريخ تدور حول مذنب. ووحدة Phila ، على الرغم من عدم نجاحها الكبير ، وصلت إلى سطح المذنب 67P / Churyumov - Gerasimenko. في يونيو من هذا العام ، خرج Fila من وضع الطاقة المنخفضة ، وتمكن متخصصو ESA أخيرًا من الاتصال بالجهاز الذي فقد نتيجة الهبوط.

هذا العام ، تمكنت وكالة الفضاء الأمريكية من الحصول على بيانات عن وجود بحيرات على سطح المريخ. بعد دراسة البيانات من المسبار كيوريوسيتي ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن سطح الكوكب الأحمر ، على الأرجح ، كان مغطى بأجسام مائية واسعة في الماضي.

نشرت وكالة ناسا نتائج الملاحظات العلمية التي تم إجراؤها باستخدام مسبار مافن. تشير البيانات التي تم الحصول عليها إلى أن التوهجات الشمسية هي المسؤولة عن اختفاء الكثير من الغلاف الجوي السميك للمريخ. بالإضافة إلى ذلك ، تهب الرياح الشمسية حوالي 100 جرام من المواد الغازية من الكوكب الأحمر كل ثانية.

موت الرسول

انطلقت المحطة الآلية بين الكواكب لدراسة عطارد - "ماسنجر" - في رحلتها في عام 2004. بعد سبع سنوات ، دخلت المحطة بنجاح مدار عطارد ، وفي أبريل من هذا العام ، أوقف Messenger "خدمته" بالسقوط على سطح عطارد.

يمكنك قراءة المزيد حول هذا الموضوع وأشياء أخرى كثيرة في قسم "العلوم والتكنولوجيا". فريق وكالة الأنباء Pushkinskaya.netسيغطي لك الأحداث العلمية الرئيسية في عام 2016 الجديد.