به گزارش ثریا - پژوهش‌ جدید پژوهشگران آمریکایی نشان می‌دهد که اولین جرم میان‌ستاره‌ای واردشده به منظومه شمسی ممکن است تکه‌ای از یک سیاره فراخورشیدی یخی بوده باشد.

به نقل از اسپیس، وقتی «۱آی/اوموآموآ»(1I/'Oumuamua) برای اولین بار در سال ۲۰۱۷ مشاهده شد، ستاره‌شناسان به سرعت تشخیص دادند که این جرم از فضای بیرون از منظومه شمسی آمده است. اگرچه این جرم در ابتدا به عنوان یک دنباله‌دار متعلق به یک منظومه ستاره‌ای دیگر طبقه‌بندی شد، اما در واقع ممکن است پوسته یک پلوتوی فراخورشیدی باشد و در یک گروه کاملاً غیرمنتظره از اجرام مشابه پلوتو قرار بگیرد که پیش‌بینی می‌شود در حال نزدیک شدن به خورشید باشند.

«استیو دش»(Steve Desch)، پژوهشگر سیارات فراخورشیدی در «دانشگاه ایالتی آریزونا»(ASU) گفت: همه چیز درباره این جرم با این نظریه سازگار است که می‌تواند یک تخته یخ نیتروژنی مانند آنچه در سطح پلوتو وجود دارد، باشد.

اوموآموآ به جای این که ترکیبی از یخ آب، سنگ و مواد غنی از کربن باقی مانده از تشکیل منظومه شمسی باشد، به نظر می‌رسد تقریباً از یخ نیتروژن خالص تشکیل شده است و به جای این که یک توپ فشرده باشد، از هر جرم شناخته‌شده دیگری در منظومه شمسی کشیده‌تر است و کاملاً با دنباله‌دارهای میان‌ستاره‌ای «۲آی/بوریسوف»(2I/Borisov) و «۳آی/اطلس»(3I/ATLAS) - دیگر بازدیدکنندگان میان‌ستاره‌ای شناخته‌شده – تفاوت دارد.

دش گفت: اوموآموآ در گروه متفاوتی از اجرام قرار دارد. پیدا کردن آن بسیار دشوارتر است، اما تعداد بسیار بیشتری از آنها وجود دارد. ما انتظار چنین اجرامی را نداشتیم.

سیاره‌ها از ابر گاز و غباری که پس از تولد یک ستاره باقی می‌ماند، پدید می‌آیند. چند میلیون سال اول، پرهرج‌ومرج است؛ زیرا سیاره‌های در حال رشد برای یافتن جایگاه خود در اطراف ستاره جوان با یکدیگر رقابت می‌کنند.

در منظومه شمسی، رقص سیاره‌های غول‌پیکر، انبوهی از مواد را به بیرون پرتاب کرد و بیشتر مواد یخی به بیرون پرتاب شدند. دانشمندان معتقدند که اجرام یخی موجود در «کمربند کویپر»(Kuiper Belt) فراتر از سیاره نپتون امروزی تنها بخش کوچکی از مواد اولیه پرتاب‌شده را تشکیل می‌دهند.

این برخوردها ممکن است بخشی از بیرونی‌ترین لایه سیاره‌های آینده را ایجاد کنند. مشاهدات انجام‌شده توسط فضاپیمای «نیو هورایزنز»(New Horizons) ناسا در طول پرواز آن از نزدیک پلوتو در سال ۲۰۱۵ نشان می‌دهند که بیشتر سطح این سیاره از یخ نیتروژن ساخته شده است و مقداری یخ آب نیز به عنوان سنگ بستر عمل می‌کند. از آن جا که احتمالاً مقداری از این لایه پایه به بیرون نیز پرتاب شده است، دش و همکارش «آلن جکسون»(Alan Jackson)، پژوهشگر دانشگاه ایالتی آریزونا از شبیه‌سازی‌ها برای تعیین این موضوع استفاده کردند که بیشتر مواد جداشده از پلوتوی نوزاد، نیتروژن بوده است.

در طول دگرگونی‌های منظومه شمسی، این اجرام دوباره پراکنده می‌شدند و عبور بیش از حد از کنار خورشید به تبخیر سریع بسیاری از آنها منجر می‌شد. برخی از اجرام به سمت داخل یعنی به سمت خورشید پرتاب می‌شدند و برخی دیگر نیز توسط گرانش مشتری به بیرون راه پیدا می‌کردند. تعداد انگشت‌شماری از آن گروه ممکن است در ابر «اورت»(Oort) در لبه منظومه شمسی گرفتار شده باشند، اما بیشتر آنها در فضای میان‌ستاره‌ای سرگردان شده‌اند.

اگر رقص‌های سیاره‌ای در اطراف ستاره‌های دیگر رایج باشد - تعداد زیادی از مشاهدات نشان می‌دهد که ممکن است چنین باشد - پس قطعاتی از پلوتوهای فراخورشیدی ممکن است همراه با دنباله‌دارها و سیاره‌ها در اندازه کامل به بیرون پرتاب شوند.

مقایسه‌ای بین اوموآموآ(چپ) با ۲آی/بوریسوف(وسط) و ۳آی/اطلس(راست)

نشانه‌هایی وجود دارد مبنی بر این که برخی از اجرام طبقه‌بندی‌شده به عنوان دنباله‌دار در واقع ممکن است تکه‌هایی از پلوتو باشند. در سال ۲۰۱۸، یک گروه پژوهشی دیگر گزارش دادند که شیمی غیرمعمول دنباله‌دار «C/2016 R2» نشان می‌دهد که ممکن است یک قطعه برخوردی از یک جرم کمربند کویپر باشد. دو دنباله‌دار دیگر «سی/۱۹۰۸ آر۱ مورهاوس»(C/1908 R1 Morehouse) و «سی/۱۹۶۱ آر۱ هوماسون»(C/1961 R1 Humason)، ترکیبات غنی از نیتروژن مشابهی دارند که می‌تواند آنها را به عنوان بقایای یک پیش‌پلوتو طبقه‌بندی کند.

دش و جکسون در دو مقاله که در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۱ در «Journal of Geophysical Research: Planets» به چاپ رسیدند، به ‌طور کامل‌تری بررسی کردند که چگونه ویژگی‌های غیرمعمول اوموآموآ را می‌توان با قطعه‌ای از یک جرم مشابه پلوتو بهتر از یک دنباله‌دار توضیح داد.

دش گفت: از آنجا که ما به ندرت چنین اجرامی را در منظومه شمسی دیده بودیم، انتظار دیدن آنها را نداشتیم، اما باید می‌داشتیم. قطعاتی از سطوح یخی سیاره‌های کوتوله مشابه پلوتو تقریباً به طور قطع از منظومه شمسی ما خارج شده‌اند و اوموآموآ باعث شد تا ما با میزان ماده‌ای که باید خارج شده باشد، آشنا شویم.

وقتی ستاره‌شناسان برای اولین بار اوموآموآ را مشاهده کردند، انتظارات آنها از یک دنباله‌دار فراخورشیدی کاملاً برآورده نشد. اگرچه سرعت بالای اوموآموآ یکی از اولین نشانه‌های منشأ فراخورشیدی آن بود، اما بسیار کندتر از آنچه پیش‌بینی می‌شد، حرکت می‌کرد. دنباله‌دارهای منظومه شمسی از یخ آب، سیلیکات‌ها و مواد غنی از کربن ساخته شده‌اند. این در حالی است که اوموآموآ غنی از نیتروژن بود. اوموآموآ با قطر حدود ۱۰۰ متر پیش از شروع ذوب یخ توسط خورشید، بسیار کوچکتر از بیشتر دنباله‌دارهایی بود که معمولاً قطر آنها از حدود چند کیلومتر تا ده‌ها کیلومتر متغیر است.

در نهایت، این جرم شکل غیر معمولی داشت که ستاره‌شناسان را متحیر کرد. در نهایت، آنها تشخیص دادند که اوموآموآ هسته تقریباً کروی را که معمولاً در دنباله‌دارها دیده می‌شود، ندارد. در عوض، کشیده یا به گفته دش، پنکیک‌شکل است.

سرعت پایین اوموآموآ را می‌توان با پرتاب آن از یک ستاره جوان توضیح داد. با افزایش سن ستاره‌ها، تعاملات گرانشی با همسایگان آنها باعث افزایش گاه‌به‌گاه سرعت می‌شود. اگر قطعه‌ای از یک سیاره یخی زود پرتاب شود، ستاره نسبتاً کند حرکت می‌کند و این کاهش سرعت را به مواد دفع‌شده خود انتقال می‌دهد.

مواد غنی از نیتروژن نشان‌دهنده یک دوره زندگی جوان هستند. قرار گرفتن در معرض پرتوهای کیهانی، یخ نیتروژن را فرسایش می‌دهد و اجرام یخ آبی را که احتمالاً فراوان‌تر هستند، به جا می‌گذارد. دش و جکسون تخمین زده‌اند که اوموآموآ کمتر از دو میلیارد سال قدمت دارد و شاید تا ۵۰۰ میلیون سال قدمت داشته باشد. آنها گمان می‌کنند که این جرم از یک منظومه جوان - شاید «بازوی برساووش»(Perseus Arm) که نزدیک‌ترین مارپیچ در کهکشان راه شیری به محل خورشید در «بازوی شکارچی»(Orion Arm) است، آمده باشد.

نیتروژن کوتاه‌عمر، همان چیزی است که تشخیص اوموآموآ را بسیار آسان می‌کند. اگرچه بقایای یخ آب ممکن است فراوان‌تر باشند، اما یخ نیتروژن درخشان‌تر است. یخ نیتروژن به راحتی تبخیر می‌شود. دش و جکسون تخمین می‌زنند که وقتی اوموآموآ مشاهده شد، بیش از ۹۰ درصد جرمی را که به منظومه شمسی آورده بود، از دست داده بود.

در مجموع، به نظر می‌رسد که تکه‌هایی از سیاره‌های فراخورشیدی ممکن است بسیار فراوان باشند. دش گفت: من فکر می‌کنم این اجرام، پشتوانه‌ محکمی برای این ایده هستند که قطعات سطوح پلوتو می‌توانند بخشی از جمعیت اجرام خارج‌شده از منظومه‌ شمسی باشند.

در واقع، کشف سریع اوموآموآ نشان می‌دهد که اجرام میان‌ستاره‌ای ممکن است بسیار فراوان‌تر از آن چیزی باشند که قبلاً تصور می‌شد. دش گفت که انتظار دارد ستاره‌شناسان با استفاده از بررسی‌های صورت‌گرفته با تلسکوپ‌های «پن-استارز»(Pan-STARRS) و «اطلس»(ATLAS) و همچنین «رصدخانه ورا روبین»(Vera Rubin Observatory)، بازدیدکنندگان میان‌ستاره‌ای بیشتری را پیدا کنند. پژوهشگران با مطالعه اجرام فراتر از منظومه شمسی ممکن است بتوانند اطلاعات بیشتری را درباره سیاره‌های کوتوله بیرونی به دست بیاورند.

دش به مشاهدات نیوهورایزنز اشاره کرد که نشان می‌دهند سیاره پلوتو ممکن است یک لایه ضخیم از یخ نیتروژن داشته باشد که در اثر برخوردها و سایر فرآیندها در طول عمر ۴.۵ میلیارد ساله منظومه شمسی از بین رفته است.

وی افزود: رصدهای بیشتر از اجرام شبیه به اوموآموآ، اطلاعات بسیاری را درباره ترکیب پلوتو به ما خواهند داد.

منبع : اومو اموا