تبیان، دستیار زندگی

یونس بخشی

درك ساختار و گذشته كمربند كوی پر به ما كمك میكند تا بفهمیم كه سیارات در منظومه شمسی ما چگونه شكل گرفته اند...


تصویر هنری جفت های كمربند كویپر در زمان نزدیكی با سیاره نپتون. شبیه رویارویی كه توسط پاركر و كاولارس از دانشگاه ویكتوریا مطالعه شده است.

مدل جدیدی كه اتهام پرتاب سیارك های اولیه (اجرام اولیه و سرد كمربند كوی پر) را به محلی امروزی شان را از گردن سیاره نپتون بر میدارد، یكی از توضیحات بسیار مشهور در مورد تكامل پویایی (دینامیكی) منظومه شمسی ما را زیر سوال برده. الكس پاركر از دانشگاه ویكتوریای كانادا شواهدی را ارائه نموده كه با توجه به جمعیت عظیمی از اجرام دوتایی در كمربند كویپر رویداد ها در این منطقه به گونه دیگر است و از مدل نایس كه می گوید " مهاجرت نپتون باعث شده تا اجرام كمربند كویپر به مدار های آشفته ی قرار گیرند" كاملأ متفاوت می باشد.
پاركر هفته گذشته طی كنفرانسی در بخش علوم سیاره ی انجمن نجوم امریكا گفت:‌ " دوتایی های كمربند كوی پر تصویر دیگری را نشان میدهد. 


کمربند کوی پر خانه اجرام بزرگ و کوچک یخی در مرز های بیرونی منظومه شمسی.

مدل نایس نشان می گوید، اجرام در كمربند پهن شده كویپر در نتیجه تقابل با شدت مهاجرت نپتون به محل امروزی خود قرار گرفته اند. در واقع این مدل ادعا میكند كه كمربند كوی پر در گذشته به مراتب پر جمعیت تر و نزدیكتر به خورشید قرار داشته كه فاصله لبه های بیرونی آن از خورشید 30 واحد نجومی بود. ( 1 واحد نجومی به فاصله زمین تا خورشید گفته میشود كه 150 میلیون كیلومتر است ) لبه درونی این كمربند فقط اندكی آنسو تر از مدار اورانوس و نپتون بوده كه این سیارات هم به نوبه خود در زمان شكل گیری به مراتب نزدیكتر از این حد به خورشید قرار داشتند. زمانی كه نپتون مهاجرت خود را به بیرون از خورشید آغاز كرد به اجرام ساكن در كمربند اولیه كویپر رسید و در نتیجه عده ی از آنها را به تشدید مداری خود گرفتار و برعكس عده دیگری از اجرام را به مدار های آشفته به سمت بیرون پرتاب نمود.
اما بررسی های پاركر و اخترشناس همكارش دكتور جی.جی. كاوالراس از انستیتو اخترفیزیك هرزبرگ كه بیش از ده سال ادامه داشت، ماجرا را كاملأ طور دیگری نشان میدهد. پاركر میگوید:‌" نزدیك به 30 درصد اجرام كمربند كوی پر جفت هستند كه بعضی شان در مدار های بسیار باز قرار دارند، اما عده دیگر مانند یك زوج در مدار های نزدیك با هم میرقصند. اما اگر اجرام كمربند كویپر به سمت بیرون منظومه شمسی پرتاب شده اند، در آنصورت این جفت ها باید از هم جدا می بودند."


چون تعداد جفت ها در كمربند كویپر خیلی زیاد اند، یك ابزار بسیار موثر برای مطالعه اخترشناسان به شمار میروند. پلوتو و كارن یكی از مشهور ترین زوج ها در این منطقه اند و چون مدار هر دو متأثر از محیط پبرامون شان بوده، پس میتوانیم آنها را برای درك محیط امروزی بین سیاره ی و مطالعه گذشته آن بكار بریم.



تصویر پروسه ی را نشان میدهد كه در آن مدار دوتایی ها در اثر تقابل بر هم میخورد. عكس از دانشگاه ویكتوریا

اخترشناسان با استفاده از شبیه سازی رایانه ای دریافتند كه اگر به راستی نپتون كمربند كوی پر را به مكان امروزی اش انتقال داده بود، اكثر جفت ها در این كمربند از هم جدا می شدند.
بررسی های مدار این جفت ها را خیلی وسیع نشان داده كه وسیعترین آنها حدود 100 هزار كیلومتر می باشد و در ضمن خیلی حساس می باشند.

پاركر میگوید " از آنجائیكه این جفت ها با نیروی بسیار ضعیفی به هم وصل اند حتی برخورد اجرام كوچك بسیار كوچك با كمربند كویپر میتواند این پیوند ها را از هم بگسلد.

در ضمن محیط امروزی كمربند كویپر در نتیجه ایجاد این جفت شكل نگرفته، بنابرین تقابل این اجرام با همدیگر از مدتها قبل جریان داشته. پ‍ژوهش های پاركر و همكاران اش نشان میدهد كه كمربند كویپر در نزدیكی محل امروزی اش شكل گرفته و در طول تكامل منظومه شمسی دست خوش آشفتگی نشده است.

مدل جدید مشكل جرم گمشده برای كمربند كویپر را نیز رفع می نماید. به گفته پاركر مدل نایس و دیگر مدل های شكل گیری كمربند كویپر نشان میدهد كه چگالی كمربند به حدی زیاد بوده كه باعث ایجاد چنین جفت ها شده، ولی امروزه آن چگالی دیگر دیده نمیشود.

اجرام سرد كمربند كویپر در یك حلقه بسیار عریض و پهن به فاصله 6 و 7 میلیارد كیلومتر دور از خورشید قرار دارد كه هزاران جرم با قطر بییش از 100 كیلومتر در آن وجود دارد. كمربند كویپر مورد علاقه خاص دانشمندان فیزیك نجومی است، زیرا به مثابه فوسیل های باقیمانده از ذرات اولیه كه سیارات را شكل داده می باشند. درك ساختار و گذشته كمربند كویپر به ما كمك میكند تا بفهمیم كه سیارات در منظومه شمسی ما چگونه شكل گرفته و امروزه در اطراف دیگر ستاره ها شكل گیری سیارات چگونه است.