عاجل.. حكاية زائر للفضاء شوه النظام الشمسي

زعمت دراسة جديدة أن زائرا بين النجوم ربما يكون قد تسبب في تشويه النظام الشمسي منذ مليارات السنين.

اقترح العلماء أن الجسم الضخم تسبب في تعطيل مدارات كواكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، وهو ما يفسر خصوصيات مسارات هذه الكواكب الأربعة.

وتشير النظريات السائدة حول تشكل النظام الشمسي إلى أن هذه الكواكب كان ينبغي لها على الأقل أن تبدأ بشكل دائري تمامًا وتشترك في نفس المدار.

لكن اليوم، أصبحت مساراتهم غير واضحة بعض الشيء، مما دفع علماء الفلك إلى التساؤل عما دفعهم إلى هذا المسار.

وطرح الفريق إجابة محتملة على هذا السؤال: لقد مر جسم غامض عبر نظامنا الشمسي منذ حوالي أربعة مليارات سنة، وجرف الكواكب العملاقة إلى مدارات جديدة. 

أجرى الباحثون عمليات محاكاة حاسوبية مكثفة، شملت 50 ألف سيناريو مختلف، وكل محاكاة تغطي 20 مليون سنة من الزمن.

تتضمن المحاكاة التي أنتجت النتائج الأكثر واقعية جسمًا أكبر من كوكب المشتري بثماني مرات والذي اقترب من الشمس تقريبًا مثل المريخ. 

كان هذا الجسم على بعد 1.69 وحدة فلكية من الشمس، وهو أبعد قليلاً من المسافة بين الشمس والمريخ.

وقال الباحثون إنه بما أن هناك عشرات المليارات من النجوم الشبيهة بالشمس في الكون، وتتشكل هذه النجوم عادة في مجموعات مفتوحة، فمن الممكن أن يكون نجما ذا المعايير الصحيحة قد واجه نظامنا الشمسي وتسبب في مداراته اليوم. 

وكتب الباحثون:"بعبارة أخرى، لا نحتاج إلى البحث عن إبرة في كومة قش للعثور على لقاء مناسب". 

وفقًا للنظرية السائدة حول كيفية تشكل نظامنا الشمسي، يجب أن يتم ترتيب مدار كل كوكب في دوائر متحدة المركز حول الشمس وتقع جميعها على نفس المستوى.

لكن في الواقع، لا يدور أي من الكواكب الثمانية في مدارات دائرية تمامًا، كما أنها لا تقع جميعها على نفس المستوى. 

على سبيل المثال، مدار الأرض بيضاوي الشكل، وهناك فرق قدره سبع درجات بين مستواه المداري ومستوى عطارد.

وتبدو هذه الانحرافات عن المدار "المثالي" محيرة بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالكواكب الأربعة العملاقة.

قالت رينو مالهوترا، المؤلفة المشاركة في الدراسة وخبيرة الكواكب، لموقع لايف ساينس: "كان لغز الفيزياء الفلكية النظرية لفترة طويلة هو معرفة كيف أصبحت المدارات فيما بعد خارج الدائرة ومائلة عن مستواها المتوسط بمقدار ليس كثيرًا وليس قليلاً" .

هذا هو الاستنتاج الذي توصلت إليه دراسة جديدة لم تتم مراجعتها بعد من قبل علماء آخرين. الدراسة متاحة حاليًا على خادم ما قبل الطباعة arXiv . 

وقالت مالهوترا إن الأبحاث السابقة ركزت على كيفية إعادة تشكيل مداراتها نتيجة للتفاعلات بين الكواكب نفسها، لكن "هذه الفرضيات لا تتفق مع بعض التفاصيل المهمة للمدارات المرصودة". 

ولاختبار فرضية الجسم الغريب، استخدمت مالهوترا وزملاؤها نماذج حاسوبية لأربعة كواكب عملاقة لإجراء 50 ألف محاكاة لمثل هذه التحليقات، كل منها استغرقت أكثر من 20 مليون سنة.

بالنسبة لكل محاكاة، قام الباحثون بتعديل معلمات الجسم، بما في ذلك كتلته، وسرعته، ومدى اقترابه من الشمس. 

بعد تشغيل كل سيناريو، ستنتج المحاكاة مدارات نظرية للكواكب الأربعة العملاقة التي ينبغي أن تنتج عن اللقاء مع هذا الجسم.

 وخلقت معظم عمليات المحاكاة ظروفًا مدارية لا تتطابق مع مدارات الكواكب العملاقة اليوم، ولكن حوالي واحد بالمائة منها كانت كذلك. 

تراوحت أحجام الأجسام الزائرة التي أسفرت عن هذه السيناريوهات المتطابقة تقريبًا من ضعفين إلى خمسين ضعف حجم كوكب المشتري، وغاصت عميقًا في النظام الشمسي الداخلي، وسافرت إلى ما هو أبعد من مدار أورانوس، وفي بعض الأحيان كانت تلامس مسار عطارد.

وكان العديد من هذه السيناريوهات التي تقترب من التطابق تتضمن اقتراب الجسم بسرعة عبر النظام الشمسي الداخلي، مما دفع الباحثين إلى إضافة الكواكب الأرضية - عطارد والزهرة والأرض والمريخ - إلى المحاكاة لمعرفة كيف يمكن أن تؤثر على النتائج.

ولكن حتى مع إضافة هذه الكواكب الأربعة، فإن سيناريوهات المطابقة القريبة لا تزال تعيد إنشاء مدارات الكواكب الحالية.

وتشير نتائج الدراسة إلى أن حدثًا واحدًا ربما يكون مسؤولًا عن المدارات غير الكاملة إلى حد ما التي يتبعها كل من المشتري وزحل وأورانوس ونبتون اليوم.

ورغم أن احتمالات حدوث هذا السيناريو بالضبط ضئيلة ــ حوالي واحد من كل ألف إلى واحد من كل عشرة آلاف ــ فإنها ليست مستحيلة.