خورشید می‌تواند سیاره‌های سرگردان را از فاصله چهار سال نوری به دام بیندازد

کشش گرانشی خورشید ممکن است بتواند اجرام نزدیک‌شونده به منظومه شمسی، ازجمله دنباله‌دارهای میان‌ستاره‌ای و حتی سیاره‌های سرگردان را از فاصله‌ی ۳٫۸ سال نوری به دام بیندازد. این میزان از اثرگذاری خورشید، منظومه شمسی ما را بسیار بزرگ‌تر از آن چیزی می‌کند که قبلا تصور می‌شد.

میزان تاثیر گرانشی خورشید ما در کهکشان مشخص نیست؛ اما به‌نظر می‌رسد که دست‌کم تا ابر اورت کشیده شده است. این ابر کره‌ای متشکل از تریلیون‌ها جرم یخی است که خورشید را در فاصله‌ی بیش از یک سال نوری احاطه کرده‌اند و گاهی اوقات با عنوان مرز بیرونی منظومه شمسی درنظر گرفته می‌شود.

ادوارد بلبرونو از دانشگاه یشیوا در نیویورک و جیمز گرین، فیزیکدان و دانشمند ارشد سابق ناسا، در مطالعه‌ای جدید به سراغ بررسی این مسئله رفتند که آیا خورشید ما می‌تواند اجرام دورتر را نیز به دام گرانش خود بیندازد یا خیر. پژوهشگران با مدلسازی ستاره‌ی ما و فضای اطراف آن، نشان دادند که منطقه‌ای در فاصله‌ی ۳٫۸ سال نوری از ما وجود دارد که ممکن است تحت نفوذ خورشید قرار داشته باشد.

برای منطقه‌ی بیرونی منظومه شمسی، دو نقطه‌ی ورودی وجود خواهد داشت که در آن‌ها، خورشید و حوزه‌های نفوذ کهکشان با یکدیگر تعامل می‌کنند تا اجرام را به مداری غیرعادی پیرامون خورشید وارد کنند.

به‌گفته‌ی بلبرونو، اجرام درحال نزدیک‌شدن در مدارهای بیضی‌شکلی قرار می‌گیرند که با گذشت زمان، مسیری ناهموار شبیه به مجموعه‌های مندلبرو (الگویی فراکتال با چرخش‌ها و شکل‌های متقارن بی‌پایان) را دنبال می‌کنند. اجرام به‌دام‌افتاده اساسا برای همیشه در این مدار باقی خواهند ماند؛ مگر آنکه سایر تاثیرات گرانشی مانند کشش پروکسیما قنطورس، کوتوله‌ی سرخ نزدیکمان که فقط ۴٫۲ سال نوری از خورشید فاصله دارد، آن‌ها را از سلطه‌ی خورشید خارج کند.

گرین می‌گوید منطقه‌ی شناسایی‌شده از نظر علمی جالب است؛ زیرا می‌تواند اجرامی خاص مانند سیاره‌های سرگردان را به‌دام بیندازد. این سیاره‌ها، جهان‌های بدون ستاره هستند که آزادانه در فضا حرکت می‌کنند. همچنین دنباله‌دارهای میان‌ستاره‌ای و سیارک‌هایی مانند اوموآموا که در سال ۲۰۱۷ به منظومه شمسی وارد شدند، ممکن است در دام خورشید بیفتند.

به‌گفته‌ی گرین، سیاره‌های سرگردان در صورت هدایت‌شدن به سمت ما، ممکن است همه چیز را در بخش درونی منظومه شمسی مختل کنند؛ درنتیجه او باور دارد که باید در نقاط لاگرانژی خورشیدمان به دنبال سیاره‌هایی بگردیم که ممکن است از آنجا عبور کنند.

محاسبه‌ی مدار جسمی تحت کشش گرانشی خورشید و مرکز کهکشان، نمونه‌ای از مسئله سه جسم است؛ معمایی نجومی که الهام‌بخش رمانی علمی‌تخیلی به همین نام اثر لیو سیشین، نویسنده‌ی چینی و مجموعه‌ی تلویزیونی جدید آن است.

سیمون پورتخیس زوارت از دانشگاه لیدن در هلند، شکل فراکتالی مدارهای به‌دست‌آمده در مقاله‌ی پژوهشگران را یک تلاش ریاضیاتی «واقعا بدیع» توصیف می‌کند. او می‌گوید: «آن‌ها مدارها را در محیط‌های پرهرج‌ومرج و محصور سه جسم، فراکتال تعیین می‌کنند. من قبلا آن را ندیده بودم.» بااین‌حال، پورتخیس زوارت در مورد توانایی منطقه برای به‌دام‌انداختن سیاره‌ها مطمئن نیست.

بااین‌حال، گرین می‌گوید ارزش دارد که منطقه‌ی شناسایی‌شده را در آینده با تاسیساتی مانند رصدخانه ورا روبین در شیلی، کاوش کنیم تا به‌دنبال هرگونه جسمی بگردیم که ممکن است در آن‌جا به دام افتاده باشد. اگر وجود چنین اجرامی تایید شود، احتمال دارد حوزه‌ی نفوذ واقعی خورشید ما تا محدوده‌ای بسیار فراتر از حد تصور قبل، ثابت شود. بلبرونو می‌گوید هیچ مشکلی ندارد که بگوید مرز منظومه شمسی ما، ۳٫۸۱ سال نوری است.

مقاله پژوهشگران در پایگاه داده آرکایو منتشر شده است.