سمسون

مطابق مطالعه‌ای تازه، جسمی غول‌پیکر به گمان زیادً وقتی از منظومه شمسی بازدید کرده و محله کیهانی ما را با تحول شکل مدارهای چهار سیاره خارجی، به‌طور دائمی تحول داده است. این یافته می‌تواند به ما پشتیبانی کند تا بفهمیم چرا مسیر این سیارات ویژگی‌های خاصی دارند.

ستاره‌شناسان دهه‌ها است که درمورد چگونگی راه اندازی سیارات منظومه شمسی او گفت و گو کرده‌اند. بااین‌حال، زیاد تر فرضیه‌ها بر نوع مداری که سیارات باید داشته باشند توافق دارند: دایره‌هایی که به‌صورت هم‌مرکز در اطراف خورشید و در یک صفحه قرار دارند؛ طوری که اگر از کنار به آنها نگاه کنید، فقط یک خط خواهید دید. اما هیچ‌کدام از هشت سیاره، از جمله زمین، مدارهای کاملاً دایره‌ای ندارند. علاوه‌بر این مسیر سیارات نیز دقیقاً روی یک صفحه قرار نمی‌گیرد.

مسیرهای چهار سیاره غول‌پیکر خارجی شامل مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، در قیاس با عطارد که مدار آن در خانواده سیارات ما بیشترین شکل تخم‌مرغی و کج را دارد، انحرافات جزئی از مدارهای ایده‌آل را نشان خواهند داد.

«رنو مالهوترا»، دانشمند سیاره‌شناسی در «دانشگاه آریزونا» و یکی از نویسندگان همکار مطالعه تازه در ایمیلی به لایوساینس نوشت: «توضیح این اختلافات کوچک در مدار سیارات همیشه چالش‌برانگیز بوده است. قضیه‌ای که از زمان‌ها پیش برای اخترفیزیک نظری وجود دارد، این است که چطور مدارها بعداً از حالت گرد خارج شده و از صفحه میانگین خود به مقدار نه زیاد و نه کم کج شدند. درحالی‌که تحقیقات قبلی روی چگونگی تعامل های بین این سیارات و تحول شکل مدارهایشان تمرکز کرده‌اند، فرضیات حاضر با جزئیات مهم مشاهده‌شده در مدارها سازگار نیستند.»

برای حل معما، مالهوترا و همکارانش سناریوی کمتر بازدید‌شده‌ای را در نظر گرفتند: این که یک جسم به اندازه ستاره، نزدیک به ۴ میلیارد سال پیش مسیر این سیارات را تحول داده است.

تیم پژوهشی با منفعت گیری از مدل‌های کامپیوتری چهار سیاره بیرونی، ۵۰هزار همانند‌سازی از این چنین عبورهایی را انجام داد؛ درحالی‌که برخی پارامترهای هر بازدیدکننده، از جمله جرم، شدت و نزدیکی آن به خورشید را تحول می‌داد. محققان این چنین جست‌وجوی خود را نسبت به مطالعات قبلی گسترش دادند و اجرام زیاد کوچک‌تری نسبت به ستاره‌ها، حتی در اندازه مشتری را نیز در نظر گرفتند. آنها این چنین به بازدید موقعیت‌هایی با عبور زیاد نزدیک پرداختند و بر سناریوهایی تمرکز کردند که در آن بازدیدکننده تا ۲۰ واحد نجومی (AU) از خورشید نزدیک می‌شد. (یک AU تقریباً معادل ۱۵۰ میلیون کیلومتر و تقریباً به اندازه فاصله متوسط زمین تا خورشید است.)

اگرچه زیاد تر همانند‌سازی‌ها شرایطی زیاد متفاوت از منظومه شمسی جاری تشکیل کردند، محققان دریافتند که در نزدیک به یک درصد از همانند‌سازی‌های انجام شده، عبور بازدیدکننده مدار سیارات غول‌پیکر را به حالت جاری آنها تحول داد. اجرام بازدیدکننده در این ملاقات‌های نزدیک به‌طور مستقیم داخل منظومه شمسی شدند، از مدار اورانوس فراتر رفتند و حتی برخی مسیر عطارد را نیز لمس کردند. یقیناً این اجرام نسبتاً کوچک بودند و بین دو تا ۵۰ برابر مشتری جرم داشتند.

از آنجایی که تعداد بسیاری از همانند‌سازی‌های نزدیک، جسمی سیاره‌همانند را در منظومه شمسی داخلی قرار دادند، محققان ۱۰هزار همانند‌سازی اضافی شامل سیارات سنگی نیز اجرا کردند. در این موارد نیز اجرام گذری که قبلاً مدار سیارات غول‌پیکر را به حالت جاری آنها تحول داده بودند، ظاهر جاری منظومه شمسی را بازسازی کردند.

واقع‌گرایانه‌ترین نتیجه‌ی تولیدشده در همانند‌سازی‌ها، شامل یک جسم با هشت برابر جرم مشتری می بود که به فاصله ۱٫۶۹ AU از خورشید نزدیک می‌شد. این فاصله تنها مقداری زیاد تر از مدار جاری مریخ با ۱٫۵ AU از خورشید است.

همانند‌سازی‌ها نشان خواهند داد که فقط جسمی زیرستاره‌ای کافی می بود تا مسیر سیارات غول‌پیکر تحول کند. چون مشاهدات نشان خواهند داد که اجسام زیرستاره‌ای در کیهان نسبتاً زیاد می باشند، به این علت بازدیدهای این چنین اجسامی امکان پذیر رایج‌تر از عبور ستاره‌ها باشد.

مطالعه‌ی محققان که تا این مدت قضاوت همتا نشده، ماه دسامبر در پایگاه داده آرکایو به‌صورت پیش‌انتشار کردن انتشار شد.