سیارات کوتوله؛ کره‌های کوچک بدشانس!

شاید فکر کنید عنوان مقاله صرفاً شوخی است، اما سیارات کوتوله واقعاً بدسانش بودند. آنها از ابتدا سیاره بودند اما ناگهان یک عده به ذهنشان رسید که یک دسته‌ی جدید تعریف کنیم و اجرام کوچک‌تر سیاره‌نما را درون آن بیندازیم. البته حرف بدی هم نبود و جلوتر متوجه خواهید شد که چرا. اما به هر حال ما اینجاییم و دسته‌ی سیارات کوتوله و باید توضیح دهیم که از کجا آمده‌اند، تفاوتشان با سیاره چیست و چه ساختاری دارند.

سیاره‌ی کوتوله چیست؟

بنا به تعریف رسمی IAU، سیاره‌ی کوتوله جسمی است که مستقلاً به دور یک ستاره بچرخد، در تعادل نسبی هیدرواستاتیک جرمی باشد یعنی نسبتاً کروی باشد و توانایی تمیز کردن مدار خود را نداشته باشد، یعنی مدارش با اجرام کوچکتر یا هم‌اندازه‌ی خودش مشترک باشد. هر جرمی که تنها این سه مورد را داشته باشد سیاره‌ی کوتوله محسوب می‌شود. تفاوت آنها با سیارات در این است که سیارات علاوه بر دو مورد اول، توانایی پاک‌سازی مدار خود و مدار نسبتاً دایره‌وار را دارند. اجسام عمدتاً سنگی کوچک‌تر از سیارات کوتوله، سیارک‌ها هستند که کروی نیستند. قمرها نیز مستقلاً به دور خورشید نمی‌چرخند. سیارات کوتوله با نام‌های دیگر از جمله خرده سیاره (Planetoid) نیز شناخته می‌شوند که غیر رسمی است.

سیارات کوتوله‌ی تایید شده تا امروز

تا امروز، پنج جرم به طور رسمی توسط اتحادیه‌ی بین‌المللی نجوم (IAU) به عنوان سیاره‌ی کوتوله تأیید شده‌اند. در ادامه، هر یک را به طور مختصر معرفی می‌کنیم.

۱. سرس (Ceres)؛ تنها سیاره‌ی کوتوله در کمربند سیارکی

سرس اولین سیاره‌ی کوتوله از لحاظ فاصله به خورشید است و در میان همه‌ی سیارات کوتوله، به زمین نزدیک‌تر است.

۲. پلوتو (Pluto)؛ مشهورترین سیاره کوتوله

پلوتو نماد سیارات کوتوله است. مأموریت نیوهورایزنز (New Horizons) ناسا در سال ۲۰۱۵ برای اولین بار از نزدیک آن را رصد کرد و تصاویر خیره‌کننده‌ای از سطح یخ‌زده و کوه‌های یخی آن به زمین فرستاد.

پلوتو جسمی است که جنجال 2006 به خاطر آن به پا شد و در همان سال تعریف سیاره و سیاره‌ی کوتوله باعث شد از رده‌ی سیارات خارج شود که البته اریس هم بی‌تقصیر نبود!

۳. اریس (Eris)؛ قاتل پلوتو!

اریس در زبان یونانی نام الهه‌ی نفاق و اختلاف است که نام بسیار مناسبی برای جرمی است که باعث ایجاد اختلاف در تعریف سیاره شد!

۴. ماکی‌ماکی (Makemake)؛ دومین سیاره‌ی کوتوله‌ی درخشان کمربند کویپر

ماکی‌ماکی پس از پلوتو و اریس، سومین سیاره‌ی کوتوله‌ی بزرگ شناخته شده است و سطحی پوشیده از متان منجمد دارد.

۵. هائومیا (Haumea)؛ کوتوله‌ی خیلی تخم‌مرغی!

احتمال می‌رود هائومیا یک حلقه‌ی نازک اطراف خود داشته باشد که واقعاً خیلی عجیب است!

جدول خلاصه‌ی سیارات کوتوله‌ی تأیید شده

اجرام فرعی تأیید نشده به عنوان سیاره‌ی کوتوله

علاوه بر ۵ سیاره‌ی کوتوله‌ی اصلی، حدود ۱۰ جرم دیگر در کمربند کویپر و فراتر از آن وجود دارند که به احتمال قوی پس از بررسی‌های دقیق‌تر، به جمع سیارات کوتوله اضافه خواهند شد. در ادامه، مهم‌ترین آنها را معرفی می‌کنیم.

جدول نامزدهای سیاره‌ی کوتوله شدن

نکات جالب درمورد نامزدها

جمع‌بندی تعداد سیارات کوتوله

تا امروز 5 سیاره‌ی کوتوله‌ی تأیید شده وجود دارند و حدود 10 جرم در راستای تأیید قرار دارند و ده‌ها جرم نیز احتمال بالای تأیید دارند. در کمربند کویپر بر اساس برخی مدل‌ها وجود حدود 200 سیاره‌ی کوتوله تخمین زده شده است.

اتحادیه‌ی بین‌المللی نجوم، روند تأیید سیارات کوتوله‌ی جدید را آهسته پیش می‌برد و بسیاری از این نامزدها هنوز در لیست انتظار قرار دارند.

کمربند کویپر؛ خانه‌ی کوتوله‌ها

تمام سیارات کوتوله به جز سرس در منطقه‌ای به نام کمربند کویپر (Kuiper Belt) قرار دارند. اما کمربند کویپر دقیقاً چیست و کجاست؟

کمربند کویپر نواری از اجرام یخی فراتر از مدار نپتون است که حدود ۳۰ تا ۵۰ واحد نجومی (AU) از خورشید فاصله دارد. این منطقه زادگاه دنباله‌دارهای کوتاه‌دوره (مانند دنباله‌دار هالی با دوره‌ی تناوب حدود ۷۶ سال) و همچنین خانه‌ی اغلب سیارات کوتوله است.

برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به مقاله‌ی کمربند کویپر مراجعه کنید.

وجود کمربند کویپر اولین بار توسط جرارد کویپر در سال ۱۹۵۱ پیشنهاد شد، اما تا سال ۱۹۹۲ جرم دیگری به جز پلوتو در آن محدوده کشف نشد و بنابراین، سناریوی کمربند کویپر مورد تأیید قرار نگرفت. اما بعدها پس از کشف اجرام بیشتر، امروزه به افتخار او این ناحیه کمربند کویپر نامیده می‌شود.

ابر اورت (Oort Cloud)

اگر از کمربند کویپر هم فراتر برویم، به منطقه‌ای بسیار دورتر و عظیم‌تر می‌رسیم که ابر اورت نام دارد این ابر کروی شکل، منبع دنباله‌دارهای بلنددوره با دوره‌ی تناوب بیش از ۲۰۰ سال است. ابر اورت هنوز مستقیماً رصد نشده است، وجود آن از روی مدار دنباله‌دارهای بلندمدت استنباط می‌شود.

برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به مقاله‌ی ابر اورت مراجعه کنید.

مقایسه‌ی کویپر و اورت

جنجال پلوتو!

سال ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی نجوم (IAU) تصمیم گرفت پلوتو را از جمع سیارات خارج کند. اما چرا؟

۱. کشف اریس (Eris)، سیاره‌ای بزرگتر از پلوتو؟

در سال ۲۰۰۵، اخترشناسان به رهبری مایک براون، جرمی به نام اریس را کشف کردند که ۲۷٪ جرم بیشتری از پلوتو داشت! اگر پلوتو سیاره بود، پس اریس هم باید سیاره باشد. با این منطق، باید ده‌ها جرم دیگر در کمربند کویپر را نیز سیاره می‌نامیدیم.

۲. شلوغی همسایگی پلوتو

پلوتو در کمربند کویپر قرار دارد، منطقه‌ای پر از اجرام یخی. پلوتو برخلاف سیارات اصلی، همسایگی خود را از اجرام دیگر پاک نکرده است. یعنی اجرام زیادی در مدار آن یا نزدیک به آن وجود دارند.

۳. تعریف جدید سیاره

IAU در سال ۲۰۰۶ تعریف رسمی سیاره را چنین تصویب کرد:

سیاره جسمی است که به دور خورشید بچرخد، گرانش کافی برای کروی شدن (تعادل هیدرواستاتیک) داشته باشد، همسایگی خود را از اجرام دیگر پاک کرده باشد و مدار آن تقریباً دایراه‌ای باشد

پلوتو شروط سوم و چهارم را ندارد. بنابراین، از جمع سیارات خارج و به سیاره‌ی کوتوله تبدیل شد.

بازگشت دوباره‌ی پلوتو به جمع سیارات؟

برخی اخترشناسان مانند آلن استرن، رهبر مأموریت نیوهورایزنز همچنان با تعریف فعلی IAU مخالفند و معتقدند پلوتو باید یک سیاره باشد. آنها پیشنهاد تعریف ژئوفیزیکال (geophysical) را مطرح کرده‌اند که بر اساس آن، هر جسمی که جرم کافی برای گرد کردن خود داشته باشد، صرف‌نظر از مکان و مدار، سیاره است. البته قمر زمین را یک استثناء در نظر گرفته است

اگر این تعریف پذیرفته شود، پلوتو، اریس، سرس، و حتی ماه ما سیاره خواهند بود! اما خوشبختانه فعلاً اتحادیه بین‌المللی نجوم تغییری در تعریف ایجاد نکرده است. در آن صورت باید می‌گفتیم مشتری سیاره‌ای است که حدود 50 سیاره‌ی دیگر اطرافش دارد و مجموعاً بیش از صد سیاره در منظومه می‌داشتیم. گاهی اخترشناسان بزرگ هم قاطی می‌کنند، جدی نگیرید.

پلوتو فعلاً نه خیلی کوچک است که نادیده گرفته شود، نه خیلی بزرگ که سیاره محسوب گردد. اتفاقاً همین نه این و نه آن بودن، جذابیت خاص خودش را دارد.

جالب است بدانید پژوهش‌های اخیر (2024) بر کمربند کویپر، نشان می‌دهند برخی مدارهای عجیب در این ناحیه خبر از وجود یک سیاره‌ی نهم می‌دهند که هنوز کشف نشده. اگرچه این فرضیه هنوز قطعی نیست اما در نوع خود جالب است.

نتیجه

سیارات کوتوله، این اجرام بی‌بضاعت و کم‌ادعای منظومه، نه آنقدر بزرگ‌اند که سیاره نامیده شوند و نه آنقدر کوچک که سیارک. در ناکجا آباد منظومه، میان مشتری غول‌پیکر و سنگریزه‌های سرگردان، خانه‌ای برای خود ساخته‌اند؛ کمربند کویپر، واری مدار نپتون، حلقه‌ای منجمد و دوردست که تا همین چند دهه پیش، کسی فکر نمی‌کرد وجود داشته باشد.

پلوتو، سلطان بی‌تاج و بلامنازع این سرزمین، روزگاری نهمین سیاره بود. روزگاری دانش‌آموزان اسمش را حفظ می‌کردند، البته اگر به اشتباه به آن «پلوتون» نمی‌گفتند! روزگاری در کتاب‌ها کنار نپتون و اورانوس جا خوش کرده بود. اما باد آورده را باد می‌برد، یک‌روز، یک جسم جدید به نام اریس، سر و کله‌اش پیدا شد و گفت: «من از تو بزرگ‌ترم!» و همه چیز فرو ریخت. پلوتو از تخت پادشاهی سیارات به‌زیر کشیده شد. نه سیاره، نه سیارک، فقط یک سیاره‌ی کوتوله، عنوانی که هم راضی‌کننده است و هم تحقیرآمیز، مثل اینکه به کسی بگوییم تقریباً قبول شدی. به هر حال پلوتو خودش هم می‌دانست جایش میان غول‌ها نبود.

اما شاید این نه این و نه آن بودن، دقیقاً نقطه‌ی جذابیت پلوتو و هم‌سالانش باشد. پلوتو اگر سیاره یا سیارک بود، در میان هزارن اسم گم می‌شد، اما حالا آنها باشگاه خودشان را دارند، باشگاه سیارات کوتوله؛ جایی که سرس، تنها عضو غیر کویپری با ۹۴۰ کیلومتر قطر، در کنار هائومیای تخم مرغی می‌نشینند و از روزهای اوجشان حرف می‌زنند…

منابع:

ناسا – اطلاعات سیارات کوتوله

IAU – بیانیه‌ی رسمی در خصوص تعریف سیاره و سیاره‌ی کوتوله

مقدمه‌ای بر اخترفیزیک نوین – بردلی

دانشنامه‌ی جامع اخترفیزیک

نجوم در چند دقیقه