نجم مارق يقترب من نظامنا الشمسي ويتسبب في اضطراب مدارات الكواكب

هل تساءلت يومًا عن مكان حافة نظامنا الشمسي؟ ربما افترضت أنها تقع خلف نبتون، الكوكب الأبعد عن شمسنا، ومع ذلك، وفقًا لعالمة الفيزياء الفلكية سوزان بفالزنر من مركز أبحاث يوليش، فإن التحليق بالقرب من نجم ربما أدى إلى توسيع حدود النظام الشمسي إلى أبعد من ذلك.

آلاف الأجسام ذات المدارات الشاذة

وقال فالزنر “من المعروف أن عدة آلاف من الأجرام السماوية تتحرك إلى ما هو أبعد من مدار نبتونن ومن المثير للدهشة أن العديد من هذه الأجرام السماوية التي تسمى الأجرام العابرة لنبتون تتحرك في مدارات شاذة مائلة بالنسبة للمستوى المداري المشترك للكواكب في النظام الشمسي”.

ولكن لماذا يتصرفون بهذه الطريقة؟ ربما تمكنت فالزنر، بالتعاون مع طالبتها أميث جوفيند وسيمون بورتيجيز زوارت من جامعة لايدن، من العثور على الإجابة.

وأشار الباحثون إلى أن بعض القوى ربما تكون قد رفعت هذه الأجسام وراء نبتون (TNOs) من القرص الذي تشكلت فيه، وأدت إلى تغيير مداراتها .

ونشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy .

وكتب مؤلفو الدراسة: “تتمثل إحدى الفرضيات الشائعة في أن الكواكب كانت في الأصل في تكوين أكثر إحكاما؛ وتشكلت الأجسام وراء النبتونية بينها وتشتتت إلى الخارج عندما انتقلت الكواكب إلى مواقعها الحالية، وهنا، نبني على فرضية مختلفة تمامًا لأصل الأجسام وراء النبتونية”.

ألقي اللوم على تحليق النجم

أجرى الثلاثي أكثر من 3000 عملية محاكاة حاسوبية لاختبار نظرية آسرة: ماذا لو كان نجم آخر هو السبب وراء هذه المدارات الغريبة؟ لقد وجدوا أن التحليق القريب لنجم آخر يمكن أن يفسر بالفعل سبب تحرك هذه الأجسام وراء نبتونية بالطريقة التي تتحرك بها.

وقد يكون هذا النجم الافتراضي مسؤولاً عن المدارات الغريبة لبعض الأجرام وراء النبتونية مثل الكوكب القزم سيدنا، الذي اكتشف في عام 2003، وتلك التي تتحرك بشكل عمودي تقريباً على مدارات الكوكب، مثل 2008 KV42 و2011 KT19.

وأشار جوفيند إلى أن “أفضل تطابق للنظام الشمسي الخارجي اليوم هو نجم أخف قليلاً من شمسنا – حوالي 0.8 كتلة شمسية”، “مر هذا النجم بشمسنا على مسافة تقدر بحوالي 16.5 مليار كيلومتر – حوالي 110 أضعاف المسافة بين الأرض والشمس، أو أقل بقليل من أربعة أضعاف المسافة إلى نبتون.”

تأثير التحليق بالقرب من النجوم

ولا تساهم النتائج في إلقاء الضوء على حركة الأجرام وراء نبتون فحسب، بل تفتح أيضًا آفاقًا لأبحاث فلكية مستقبلية.
فهم تأثير التحليق النجمي القريب قد يساعد علماء الفلك في تحسين نماذجهم الخاصة بتكوين النظام الشمسي وديناميكياته.

وعلاوة على ذلك، فإن البحث يثير التساؤل حول ما إذا كانت اللقاءات النجمية الأخرى قد شكلت بشكل مماثل مدارات الأجرام السماوية داخل نظامنا الشمسي وخارجه.

مع استمرارنا في استكشاف ألغاز النظام الشمسي الخارجي، نتذكر أن المشهد الكوني المحلي غني ومتنوع، إن وجود العديد من الأجسام وراء النبتونية، بما في ذلك الأجسام المثيرة للاهتمام مثل إيريس وهاوميا الغامضين، يوضح الرقصة الجاذبية المعقدة التي تحدد هذه المنطقة.

تأثيرات متتالية أقرب إلى الوطن

وفي تطور مفاجئ، اكتشف الفريق أن مرور النجم بالقرب من الكوكب قد يفسر المزيد من الألغاز داخل نظامنا الشمسي.
وفي عمليات المحاكاة التي أجروها، تم دفع بعض الأجسام وراء نبتون نحو النظام الشمسي الداخلي، مباشرة إلى نطاق الكواكب الغازية الخارجية – المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون.

وقال بورتيجيز زوارت: “ربما تكون بعض هذه الأجسام قد تم التقاطها بواسطة الكواكب العملاقة كأقمار، وهذا من شأنه أن يفسر لماذا تحتوي الكواكب الخارجية لنظامنا الشمسي على نوعين مختلفين من الأقمار”.

في حين تدور الأقمار المنتظمة حول الكواكب في مدارات دائرية، تدور الأقمار غير المنتظمة حول كواكبها على مسافة أكبر في مدارات مائلة ومستطيلة، ويقدم البحث أول تفسير محتمل لهذه الظاهرة المثيرة للاهتمام.

حل ألغاز نظامنا الشمسي

وقد يحمل النموذج الذي يبدو واضحًا إجابات على أسئلة إضافية أيضًا. تقول سوزان فالزنر: “يكمن جمال هذا النموذج في بساطته، فهو يجيب على العديد من الأسئلة المفتوحة حول نظامنا الشمسي من خلال سبب واحد فقط”.

لذا، ربما حان الوقت لإعادة النظر في وجهة نظرنا بشأن حدود النظام الشمسي والتفكير في تأثير نجم مر بالقرب منه منذ مليارات السنين، وفي نهاية المطاف، تشير الأبحاث إلى أن هذه الأنواع من التفاعلات بين النجوم قد تكون محورية في تطور الأنظمة الكوكبية.