راز مدار عجیب سیاره کوتوله پلوتو چیست؟

زومیت/ مدار عجیب پلوتو حاصل یک رقص گرانشی میلیارد ساله با نپتون است و این هماهنگی شگفت‌انگیز، این سیاره کوتوله را از برخوردهای مرگبار نجات داده است.

سیاره کوتوله پلوتو از بسیاری جهات با سیارات اصلی تفاوت دارد. این جرم آسمانی دیگر در دسته‌بندی سیارات اصلی منظومه شمسی قرار نمی‌گیرد. مدار آن نیز هم‌راستا با صفحه‌ی مداری هشت سیاره بزرگ نیست و علاوه بر این، شکلی بیضوی و کشیده دارد که همزمان با زاویه‌ای قابل توجه نسبت به مدار سیارات دیگر کج شده است.

---

بازار

---

در واقع، مدار پلوتو شباهت بیشتری به همسایگانش در کمربند کویپر دارد؛ منطقه‌ای حلقه‌ای شکل در بیرون مدار نپتون که از سیارات کوتوله‌ی دیگری مثل ماکماکی و اریس و میلیون‌ها جرم یخی کوچک میزبانی می‌کند. اما حتی در مقایسه با دیگر اجرام کمربند کویپر، مدار پلوتو عجیب است. پس چرا مدار پلوتو این‌گونه شکل گرفته است؟

مدار پلوتو بیضوی است، یعنی حالت دایره کامل ندارد و دارای مقدار انحراف است. به‌نقل از لایوساینس، میزان این انحراف یا «بیضوی بودن» مدار پلوتو ۰٫۲۵ است. درمقابل، مدار زمین تقریباً دایره‌ای است و بیضوی بودن آن فقط ۰٫۰۱۶۷ است. برای زحل و مریخ هم این عدد به ترتیب ۰٫۰۵۴ و ۰٫۰۹۳ است.

مدار پلوتو همچنین ۱۷٫۴ درجه کج است، در حالی که مدار زمین فقط ۱٫۵ درجه و مدار عطارد حدود ۲ درجه کج است. بیشتر سیارات منظومهٔ شمسی تقریباً در یک صفحه به دور خورشید می‌چرخند. این صفحه را «دایرةالبروج» می‌نامند. اما مدار پلوتو کاملاً هم‌سطح با این صفحه نیست و مدارش حدود ۱۷٫۴ درجه بالا یا پایین این صفحه کج شده است.

این بیضوی بودن و کجی غیرعادی، احتمالاً ناشی از تعامل پلوتو با نپتون و دیگر سیارات عظیم است. دانشمندان می‌گویند وقتی سیارات عظیم مثل نپتون در طول زمان حرکت کردند، گرانش آن‌ها پلوتو را به این مدار خاص کشانده است.

تصویری از پلوتو که پس از عبور فضاپیمای نیو هورایزنز از کنار این سیاره کوتوله در ۱۴ ژوئیه ۲۰۱۵ گرفته شد؛ در آن زمان فضاپیما در فاصله‌ی حدود ۸۰ هزار کیلومتر از آن بود.

رِنو مالهوترا، دانشمند علوم سیاره‌ای از دانشگاه آریزونا، برای توضیح نقش نپتون در مدار پلوتو مثالی ساده می‌زند. او می‌گوید تصور کنید سطحی صاف دارید و سنگ‌هایی روی آن می‌اندازید. در چنین شرایطی سنگ‌ها می‌توانند در هر نقطه‌ای باقی بمانند. اما اگر این سطح دارای فرو‌رفتگی‌هایی باشد، سنگ‌ها به‌طور طبیعی به سمت آن فرو‌رفتگی‌ها می‌روند و در آنجا قرار می‌گیرند.

مالهوترا توضیح می‌دهد که حرکت نپتون در گذشته نیز دقیقاً همین نقش را ایفا کرده است. نپتون به دلیل تعاملات گرانشی با سیارات بزرگ‌تر کمی به بیرون مهاجرت کرده و این جابه‌جایی مانند ایجاد «چاه گرانشی» عمل کرده است. پلوتو در این شرایط به دام افتاده، در مدار خاص خود قرار گرفته و مدارش به لطف هماهنگی ۳:۲ با نپتون درطول میلیاردها سال پایدار مانده است.

مدار پلوتو با وجود تمام پیچیدگی‌ها و انحراف‌هایش، به‌طور شگفت‌انگیزی تحت کنترل نپتون است. طول یک مدار کامل پلوتو به دور خورشید ۲۴۸ سال زمینی است و در بخشی از این مسیر یعنی حدود ۲۰ سال از مدارش، پلوتو حتی از نپتون هم به خورشید نزدیک‌تر می‌شود. در نگاه اول ممکن است این وضعیت خطرناک به نظر برسد و تصور کنیم احتمال برخورد وجود دارد، اما ساختار مداری خاص بین این دو جرم آسمانی مانع چنین اتفاقی می‌شود.

نپتون و پلوتو در «رزنانس مداری ۳:۲» قرار دارند؛ به این معنا که در همان زمانی که نپتون سه بار مدار خود را کامل می‌کند، پلوتو تنها دو بار به دور خورشید می‌گردد. این رزنانس باعث می‌شود آن‌ها هیچ‌گاه در یک نقطه نزدیک به هم قرار نگیرند و در عوض، به شکل ریتمیک و منظم فاصله‌ی ایمن خود را حفظ کنند. همین هماهنگی گرانشی است که مدار عجیب پلوتو را در طول میلیاردها سال پایدار نگه داشته است.

مدار عجیب پلوتون در مقایسه با مدار هشت سیاره منظومه شمسی، کاملاً متفاوت است.

یکی از عجیب‌ترین ویژگی‌های مدار پلوتو این است که وقتی به نزدیک‌ترین فاصله‌اش از خورشید می‌رسد، همیشه در بالای صفحه‌ی مداری سیارات دیگر قرار دارد. این موضوع غیرعادی است؛ زیرا معمولاً سیارات و حتی سیارات کوتوله در طول زمان بالا و پایین می‌روند و از صفحه‌ی اصلی مدارها عبور می‌کنند. اما پلوتو در این نقطه‌ی حساس همیشه بالاتر باقی می‌ماند.

دانشمندان می‌گویند دلیل این پایداری به یک «رقص گرانشی» برمی‌گردد که طی آن پلوتو با سیارات بزرگ‌تر، یعنی مشتری و اورانوس، در تعامل است. گرانش این دو سیاره مانند نیروی نامرئی عمل می‌کند و مسیر پلوتو را طوری تنظیم می‌کند که هیچ‌وقت وارد مدارهای خطرناک نشود. در نتیجه، به‌جای اینکه مدارش بی‌نظم و پرآشوب شود، در حالت پایدار باقی می‌ماند و از برخورد یا آشفتگی شدید جلوگیری می‌شود.

مدارهای عجیب دیگر

پلوتو تنها جسمی نیست که مدار عجیبی دارد. برای مثال، سیاره کوتوله اریس بیضوی‌بودن ۰٫۴۵ و کجی حدود ۴۳ درجه دارد؛ یعنی مدارش به‌مراتب عجیب‌تر است.

هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری درباره‌ی حرکت سیارات و میزان جابه‌جایی آن‌ها باقی مانده است و کمربند کویپر، جایی که پلوتو زندگی می‌کند، قطعاً اسرار بیشتری دارد. ویِل گراندی، ستاره‌شناس در رصدخانه لوول در آریزونا و ژوهشگر مأموریت نیوهورایزنز ناسا می‌گوید: «سطح اجرام بزرگ در کمربند کویپر از مجموع همه‌ی سیارات و اجرام سنگی باقی‌مانده در منظومه‌ی شمسی بیشتر است. این منطقه واقعاً برای کاوش ایده‌آل است.»

🔹"آخرین خبر" در روبیکا
🔹"آخرین خبر" در ایتا
🔹"آخرین خبر" در بله