کشف «سیاره ۹» در خارج از منظومه شمسی

منظومه شمسی ما بر اساس استاندار‌های کنونی دارای هشت سیاره (عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) و پنج سیارهٔ کوتوله شناخته شده تاکنون (سرس، پلوتون، هائومیا، ماکی‌ماکی و اریس) است، هرچند که پیش از این، پلوتون نیز به عنوان سیاره شناخته می‌شد. با این همه اخترشناسان معتقدند که «سیاره ۹» هنوز هم وجود دارد، اما شاید باید آن را در منظومه شمسی بیرونی جستجو کرد.

در سال ۲۰۰۶، اخترشناسان پلوتون را به عنوان یک «سیاره کوتوله» طبقه بندی کردند، همان کلاسی که شامل اریس، سدنا، کوآئوار، سرس و شاید بسیاری دیگر از اجرام کوچک منظومه شمسی می‌شود. این‌ها تقریباً به‌عنوان اجسامی تعریف می‌شوند که به دور خورشید می‌چرخند، اما به اندازه کافی بزرگ نیستند (برخلاف سیارات معمولی) که با پاک کردن مواد بر محیط‌هایشان تسلط گرانشی داشته باشند. پس از این نا امیدی در تشخیص سیاره ۹، حالا ستاره شناسان می‌گویند؛ در نواحی بیرونی منظومه شمسی و شاید در ابر غول پیکر اورت بتوان این سیاره نهم را پیدا کرد.

این تصور که ممکن است نهمین سیاره پرجرم در منظومه شمسی بیرونی وجود داشته باشد با داده‌های اخیر جذابیت جدیدی پیدا کرده است که نشان می‌دهد پارامتر‌های مداری برخی اجرام کوچک فراتر از نپتون (مایل ها، حضیض ها، و حرکات رتروگراد آنها) به نظر می‌رسد که به گونه‌ای متفاوت رفتار می‌کنند. آن‌ها تحت تأثیر گرانش یک جرم عظیم در منظومه شمسی بیرونی قرار گرفته بودند. اگرچه این داده‌ها از سوگیری‌های رصدی و عدم قطعیت‌های آماری رنج می‌برند، اما علاقه دوباره‌ای به ایده حضور سیاره نهم را برانگیخته‌اند.

طبق تخمین‌ها، این «سیاره ۹» اندازه‌ای در حدود ۵ تا ۱۰ برابر جرم زمین دارد و در فاصله ۴۰۰ تا ۸۰۰ au از خورشید، به دور آن می‌چرخد. سیاره‌ای در این فاصله به دلیل کم نور بودن، حتی برای تلسکوپ‌هایی مانند PanSTARRS و LSST نیز به سادگی قابل شناسایی نیست. بیشتر اجرام منظومه شمسی در طول موج‌های نوری از طریق نور خورشید منعکس می‌شوند، اما نور خورشیدی که دریافت می‌کنند به‌عنوان مجذور فاصله‌شان از خورشید کاهش می‌یابد. علاوه بر این، بخش بازتاب شده سپس به تلسکوپ‌های روی زمین برمی‌گردد و دوباره با یک عامل مشابه کاهش می‌یابد. در نواحی بیرونی منظومه شمسی، این اجرام، اگرچه سرد هستند، اما ممکن است تشعشعات مادون قرمز بیشتری نسبت به نور نوری که بازتاب می‌کنند، ساطع کنند، و ستاره‌شناسان در گذشته از بررسی‌های فروسرخ مانند کاوشگر مادون قرمز میدان وسیع (WISE) برای جستجوی آن‌ها استفاده می‌کردند.

عکس کشف پلوتون توسط کلاید دبلیو تومبا از رصدخانه لاول در سال ۱۹۳۰

رسانه‌های علمی نوشتند؛ بنجامین اشمیت، ستاره شناس CfA، عضو تیم بزرگی بود که از تلسکوپ کیهان شناسی ۶ متری آتاکاما (ACT) در شیلی برای جستجوی سیاره ۹ در طول موج‌های میلی متری استفاده کرد. اگرچه ACT برای مطالعه تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی طراحی شده است، وضوح و حساسیت نسبتاً زاویه‌ای آن، آن را برای این نوع جستجو‌ها نیز مناسب می‌سازد. اخترشناسان حدود ۸۷ درصد از آسمان قابل دسترسی از نیمکره جنوبی را طی یک دوره ۶ ساله اسکن کردند و سپس تصاویر میلی متری را با تکنیک‌های مختلفی از جمله روش‌های انباشتگی و انباشته کردن که ممکن است منابع ضعیف را کشف کنند، اما به قیمت از دست دادن اطلاعات موقعیتی، پردازش کردند.

جستجوی آن‌ها نامزد‌های اولیه زیادی را پیدا کرد (حدود ۳۵۰۰ عدد از این اجرام)، اما هیچ کدام تایید نشدند و هیچ شناسایی آماری قابل توجهی وجود نداشت. با این حال، دانشمندان توانستند با اطمینان ۹۵ ٪ به سیاره نهم با ویژگی‌های تخمین زده شده در بالا و در منطقه مورد بررسی برسند، نتایجی که به طور کلی با سایر جستجو‌های برای یافتن سیاره نهم مطابقت دارند. نتایج فقط حدود ۱۰-۲۰ ٪ از وجود این سیاره را پوشش می‌دهد، اما سایر امکانات حساس میلی متری در حال آنلاین شدن هستند و باید بتوانند این جستجوی سیاره ۹ را طبق فرضیه کامل کنند.

سیاره ۹ نام موقتی یک سیارهٔ یخی بزرگ احتمالی با جرم تقریبی ۱۰ برابر زمین و قطری حدود ۱۳۰۰۰ تا ۲۶۰۰۰ کیلومتر (نزدیک به ۲ تا ۴ برابر قطر زمین) در ناحیه بیرونی منظومه خورشیدی است. وجود این سیاره توجیه پیکربندی مداری غیرمعمول یک گروه از اجرام فرانپتونی در فضای بیرونی کمربند کویپر خواهد بود. نخستین نشانه‌های وجود سیارهٔ ۹ در سال ۲۰۱۴ منتشر شد، که در آن اخترشناسان از مؤسسه کارنگی و رصدخانه جمینی هاوایی نشان دادند که مدار غیرمعمول جرم‌های خاصی در کمربند کویپر ممکن است تحت تأثیر گرانشی یک سیارهٔ عظیم ناشناخته در لبه منظومه خورشیدی پدید آمده باشد. احتمال وجود این سیارهٔ فرانپتونی در ۲۰ ژانویهٔ ۲۰۱۶ با اعلام نتیجه‌های بررسی رفتار گروهی از اجرام کمربند کویپر بسیار بیشتر شد.