ابر اورت چیست و دانشمندان چگونه و برپایه چه شواهد یا محاسبات نجومی به وجود آن در بخش‌های بیرونی منظومه خورشیدی پی می‌برند؟
ابر اورت چیست و دانشمندان چگونه و برپایه چه شواهد یا محاسبات نجومی به وجود آن در بخش‌های بیرونی منظومه خورشیدی پی می‌برند؟
بسیاری چنین می‌پندارند که منظومه شمسی ما تنها از خورشید، هشت سیاره، کمربند سیارکی و سیاره کوتوله معروف ساخته شده است و دیگر هیچ! واقعیت این است که گستره منظومه شمسی و شمار اجرام موجود در فواصل دور و نزدیک از خورشید در منظومه‌مان بسیار بیشتر از آن چیزی است که در نگاه نخست به‌چشم می‌آید. در این مقاله، قصد داریم به ابر مرموز و عظیم اورت نگاهی بیندازیم و آن را به‌طوراجمالی بررسی کنیم.
عناوین این مقاله:
آیا ابر اورت بخشی از منظومه شمسی است؟
چه کسی ابر اورت را کشف کرده است؟
آیا سیاراتی در ابر اورت وجود دارد؟
ابر اورت چیست؟
ابر اورت درواقع به منطقه‌ای کروی از فضا اطلاق می‌شود که خورشید را در فواصل بسیار وسیعی از فاصله ۲ هزار تا ۱۰۰ هزار واحد نجومی معادل ۰/۰۳ تا ۱/۶ سال نوری احاطه کرده است. این منطقه عظیم را به‌عنوان خانه‌ای برای بقایای روزهای اول منظومه شمسی تصور می‌کنند.
ابر اورت از اجرام یخی بی‌شماری تشکیل شده است که از میان آن‌ها به‌عنوان معروف‌ترین مثال می‌توانیم به دنباله‌دارهای دارای دوره کوتاه زمانی گردش به دور خورشید کوتاه (کوتاه‌مدت) و دنباله‌دارهای دارای دوره طولانی زمانی گردش به دور خورشید (بلندمدت) اشاره کنیم.
اگرچه بسیاری به وجود ابر اورت اعتقاد دارند و محاسبات نشان‌دهنده وجود چنین ابری هستند، وجود ابر اورت هنوز ازطریق مشاهده مستقیم ثابت نشده است. در ادامه چند سؤال مهم را به‌ترتیب پاسخ خواهیم داد.
آیا ابر اورت بخشی از منظومه شمسی است؟
اگر بخواهیم با اکثر ستاره‌شناسان هم‌نظر شویم و به نتایج منطقی به‌دست‌آمده از بررسی حرکت دنباله‌دارهای دوره‌طولانی و سایر محاسبات مرتبط با منظومه خورشیدی اعتماد کنیم، در آن صورت پاسخ به پرسش بالا باید مثبت باشد. ابر اورت دورترین منطقه منظومه شمسی ما است و ازنظر کیهانی خط پایان منظومه شمسی را ترسیم می‌کند.
ابر اورت را شبیه به سیاره‌ای کروی‌شکل تصور کنید که یک هسته (خورشید) و چندین لایه (سیاره‌های داخلی، کمربند سیارکی، غول‌های گازی و کمربند کویپر) دارد. برخلاف مدارهای هشت سیاره اصلی (عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون) و کمربند کویپر که بیشتر در حالتی قرصی یا دیسکی مسطح به دور خورشید قرار دارند، ابر اورت به‌طور‌کامل و با حالتی کروی منظومه خورشیدی ما را احاطه کرده است.
چه کسی ابر اورت را کشف کرده است؟
اگرچه اخترشناسان هنوز به مشاهده مستقیم ابر اورت نیاز دارند، ایده وجود چنین مکانی در منظومه شمسی را ستاره‌شناس و اخترفیزیک‌دان استونیایی، ارنست اوپیک، برای اولین‌بار مطرح کرد. تخصص او مطالعه اجرام آسمانی غیراصلی مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها و شهاب‌ها بود.
در سال ۱۹۳۲، اوپیک نظریه‌ای درباره منشأ دنباله‌دارها در منظومه شمسی ارائه کرد. طبق نظریه او، تنها یک مکان می‌تواند وجود داشته باشد که این دنباله‌دارهای بلندمدت و کوتاه‌مدت از آن‌‌‌جا سرچشمه گرفته‌اند. این منطقه باید فضایی کروی در منظومه شمسی ما و در جایی بسیار آن‌سوتر از مدارهای نپتون و پلوتو واقع شده باشد. اوپیک، تنها کسی نبود که درباره‌ی منشأ دنباله‌دارها در منظومه شمسی کنجکاو شده و ایده‌پردازی کرده باشد؛ زیرا ستاره‌شناسی هلندی به نام یان اورت نیز درباره اجسام کوچک، به‌ویژه دنباله‌دارها تخصص و سبقه مطالعاتی داشت.
اورت در مدت حیات خود اکتشافات بسیاری درزمینه کیهان انجام داده بود و به‌نوعی تمام زندگی خود را صرف شناخت از کیهان و مطالعه کرده بود. از‌این‌رو، در سال ۱۹۵۰ اورت به‌طور‌مستقل همین ایده را درباره منشأ دنباله‌دارها در سر می‌پروراند و باور داشت که منشأ این اجرام باید در جایی بسیار دور از خورشید و بخش‌های بیرونی‌تر منظومه باشد.
اوپیک و اورت اصول یکسانی در این منطقه تئوریک از فضا ارائه کردند و اگرچه بسیاری از ما این ابر را با نام ابر اورت می‌شناسیم، به پاس خدمات و تلاش‌های دو ستاره‌شناس بزرگ، در جوامع علمی از این ابر با نام ابر اوپیک-اورت یاد می‌شود.
بزرگی ابر اورت چقدر است؟
ستاره‌شناسان به این سؤال نمی‌توانند با قطعیت جواب دهند؛ اما اعتقادشان برپایه برآوردهای علمی و محاسبات ریاضی بر این است که گستره ابر اورت از فاصله بین ۲ هزار تا ۱۰۰ هزار واحد نجومی از خورشید و براساس برخی محاسبات حتی تا ۲۰۰ هزار واحد نجومی می‌رسد. درواقع، ۲۰۰ هزار واحد نجومی (۳/۲ سال نوری) برای رسیدن به نزدیک‌ترین همسایه کهکشانی ما، یعنی پروکسیما قنطورس، کافی است؛ ستاره‌ای که خود بخشی از منظومه سه ستاره آلفا قنطورس محسوب می‌شود و ۴/۲۲ سال نوری از خورشید فاصله دارد.
تصور می‌شود ابر اورت از دو ناحیه تشکیل شده باشد: یک ابر اورت کروی با ۲۰ هزار تا ۵۰ هزار واحد نجومی (۰/۳۲ تا ۰/۷۹ سال نوری) و یک ابر اورت درونی دیسک‌شکل از ۲ هزار تا ۲۰ هزار واحد نجومی (۰ تا ۰/۰۳ سال نوری)
ابر اورت از چه ساخته شده است؟
اعتقاد بر این است که ابر اورت از بقایای بازمانده از زمان‌های ابتدایی شکل‌گیری منظومه شمسی درحدود ۴/۶ میلیارد سال پیش ساخته شده است. شاید بتوان ابر اورت را به‌عنوان بزرگ‌ترین زباله‌دان در فضای منظومه شمسی تصور کرد. این ابر عظیم متشکل از اولین سنگ‌ها و اجرام یخی است و قدمت آن به ابتدای منظومه شمسی باز می‌گردد.
اکثر جامعه علمی معتقدند که اجرام ابر اورت در ابتدا بسیار نزدیک‌تر به خورشید بوده‌اند. با گذشت زمان و شکل‌گیری سیاره‌ها، برهم‌کنش گرانشی به‌ویژه با غول‌های گازی مانند مشتری و زحل، این اجرام یخی را به مدارهای بیضوی یا سهموی بسیار طولانی‌تر و دورتر از خورشید پرتاب کرده است.
براساس دانش فعلی ما از دنباله‌دارهای گذشته، ازجمله اطلاعات جمع‌آوری‌شده از مأموریت‌هایی مانند Deep Impact، اکنون می‌دانیم که اکثریت قریب‌به‌اتفاق اجرام ابر اورت از مواد فرّار یخی همچون آب، متان، اتان، مونوکسیدکربن، سیانید هیدروژن و آمونیاک ساخته شده‌اند.
به‌باور صاحب‌نظران، ابر اورت بیرونی ممکن است تریلیون‌ها جرم فضایی با قطر بزرگ‌تر از یک کیلومتر و میلیاردها جرم با قطر بیست کیلومتر یا بیشتر داشته باشد. واقعیت این است که تخمین یا محاسبه جرم کل آن دشوار است؛ اما با فرض اینکه دنباله‌دار هالی نمایشی معمولی از اجرام ابر اورت بیرونی باشد، برآوردی بسیار تقریبی جرم کلی تقریباً ۳ ضربدر ۱۰ به‌توان ۲۵ کیلوگرم یا برای تجسم بهتر، جرمی معادل ۵ برابر جرم زمین را نشان می‌دهد.
چنین رقمی شاید زیاد به‌نظر برسد؛ اما اگر فرضاً بتوانیم با سفینه‌ای فضایی به‌سمت ابر اورت پرواز کنیم، احتمال اینکه با چنین جسمی رو‌به‌رو شویم، تقریباً هیچ خواهد بود. زمین درمقایسهبا وسعت بسیار زیاد و کمبود ماده در چنین فواصلی، چیزی جز یک ذره غبار میکروسکوپی نیست. برخی تحقیقات نشان می‌دهد که ابر اورت می‌تواند از سیارک‌هایی با اندازه‌های مختلف نیز تشکیل شده باشد. آخرین محاسبات ستاره‌شناسان نشان می‌دهد سیارک‌ها، تنها ۱ تا ۲ درصد از تمام اجرام واقع در ابر اورت را شامل می‌شوند.
آیا سیاره‌ای در ابر اورت وجود دارد؟
حدس‌و‌گمان‌های زیادی درباره سیاره X و سایر سیاره‌های احتمالی یا سیاره‌های کوتوله که از مدار نپتون یا اجرام فرا‌نپتونی گذشته‌اند، وجود دارد. تاکنون، بسیاری از این اجرام را کشف کرده‌ایم که عمدتاً سیارک‌های بزرگ هستند؛ اما برخی از آن‌ها را نیز می‌توان به‌عنوان سیاره‌های کوتوله طبقه‌بندی کرد. یکی از این جرم‌ها سدنا است که درحالحاضر به‌عنوان سیاره‌نما و گزینه احتمالی وضعیت سیاره کوتوله در ابر اورت درونی طبقه‌بندی می‌شود. سدنا مداری بسیار طولانی و کشیده دارد و تقریباً ۱۱٬۴۰۰ سال طول می‌کشد تا یک مدار کامل به دور خورشید را طی کند.
درحالحاضر، سدنا در فاصله‌ی واقعاً نزدیکی به خورشید قرار دارد (تقریباً ۸۵ واحد نجومی) و این احتمالاً تنها دلیل کشف آن در عصر بوده است. گفتنی است که سدنا در نزدیک‌ترین نقطه از خورشید به فاصله ۷۶ واحد نجومی و در دورترین نقطه از خورشید تا فاصله ۹۳۷ واحد نجومی یا ۳۱ برابر فاصله نپتون از خورشید، از مرکز منظومه شمسی دور می‌شود که فاصله زیادی است.
علاوه‌براین، می‌دانیم سدنا تنها نیست و اخترشناسان اجرام فرا‌نپتونی دیگری را نیز کشف و آن‌ها را به‌عنوان سیاره‌نماها یا سیاره‌ها کوتوله طبقه‌بندی کرده‌اند. هائومیا و ارس و ماکی‌ماکی درحالحاضر از اجرام مهم فرا‌نپتونی کشف‌شده تا‌به‌امروز شمرده می‌شوند و در‌کنار سدنا از دورترین اجرام شناخته‌شده در منظومه شمسی محسوب می‌شوند؛ البته به‌غیر از دنباله‌دارهای طولانی‌مدت که تکمیل مدارشان می‌تواند میلیون‌ها سال طول بکشد.
اطلاعات زیادی درباره ابر اورت بیرونی وجود ندارد و تشخیص اجسام نیز در این فاصله بسیار دشوارتر است. اگرچه وجود سیاره‌نمای کوچکی که در لبه داخلی ابر اورت بیرونی به دور خورشید بچرخد، کاملاً خارج از قلمرو احتمالات نیست، بسیار بعید است که دورتر از ناحیه ذکرشده واقعاً چیزی شکل گرفته باشد.
در آن نواحی، ماده بسیار کمیاب است و در‌عین‌حال به‌طور بسیار پراکنده یافت می‌شود و این حالت بسیار متفاوت با آن چیزی است که بتواند به تشکیل سیاره‌نماها منتهی شود. البته یک راه برای حضور سیاره‌نمای کوچک یا سیاره کوتوله در ابر اورت وجود دارد: ممکن است یکی از سیاره‌ها یا قمرهای موجود در بخش‌های درونی منظومه شمسی بنا‌بر دلایلی از داخل منظومه شمسی به بخش‌های بیرونی آن و درنهایت ابر اورت پرتاب شده باشند.
ایده یادشده درواقع یکی از نظریه‌هایی است که گروهی از ستاره‌شناسان در ارتباط با سیاره مرموز و گریزان و هنوز کشف‌نشده‌ای با اسم سیاره نهم ارائه داده‌اند. دانشمندان بر این باورند که در جایی فراتر از مدار نپتون نهمین سیاره منظومه خورشیدی وجود دارد و گرانشش به‌اندازه‌ای بزرگ است که می‌تواند مدار دنباله‌دارها و سیارک‌ها را مختل کند.
سخن پایانی
درحالحاضر، بخت ما برای مشاهده مستقیم ابر اوپیک‌اورت به‌‌دلیل نبود فناوری‌های کافی محدود است. این منطقه از فضا به‌قدری دور است که ۳۰۰ سال طول می‌کشد تا سریع‌ترین و دورترین کاوشگر فضایی ساخت بشر (وویجر ۱) به ابر داخلی اورت یا ابر هیلز برسد. بااین‌حال، این میزان درمقایسهبا ۳۰ هزار سالی که وویجر ۱ برای عبور کامل از میان ابر اورت نیاز خواهد داشت، همانند یک چشم‌بر‌هم‌زدن به‌نظر می‌آید.
امیدواریم تا آن زمان بشر ازنظر فناوری به‌اندازه کافی پیشرفت کند و بتواند تلسکوپ‌های قدرتمندتر یا ترجیحاً فناوری‌های پیش‌گامانه‌تری را برای سفرهای فضایی تولید کند. اگر فرضی نامحتمل را در نظر بگیریم و برای لحظه‌ای چنین بپنداریم که در سه قرن آتی، به همین سطوح فناوری محدود باقی خواهیم ماند، در آن صورت وویجر ۱ حتی پس از رسیدن به آن منطقه مد‌نظر هم نخواهد توانست هیچ داده‌ای را به زمین ارسال کند.
ابر اوپیک اورت منطقه‌ای جذاب و رازآلود از فضا است و احتمال دارد اطلاعات ارزشمندی درباره شکل‌گیری منظومه شمسی ما و حتی دوره زمانی قبل از آن در خود داشته باشد. افزون‌براین، این امکان کاملاً وجود دارد که ابر اورت حاوی موادی از منظومه‌های ستاره‌ای نزدیک باشد.
منبع: زومیت