هناك العديد من الأنظمة ثلاثية الأجسام المرتبطة بالجاذبية في الكون، بدءًا من الأنظمة النجمية الثلاثية وحتى الكواكب مثل المريخ ذات القمرين. الآن، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن حزام كويبر - المنطقة البعيدة من الأجسام الجليدية في نظامنا الشمسي - قد يؤوي أيضًا مثل هذه الأنظمة. اكتشف العلماء نظامًا ثلاثيًا محتملًا ثانيًا في حزام كويبر، حيث قد يحتوي الجسم الذي كان يُعتقد سابقًا أنه نجم ثنائي على عضو ثالث مخفي. هذا الجسم الثالث قريب جدًا من رفيقه بحيث لا يمكن اكتشافه إلا من خلال تأثيره على الحركة المدارية للنظام.
قد يكون ثلاثي حزام كويبر المكتشف حديثًا هو الثاني من نوعه، ويمكن أن يقدم دليلاً قويًا على أن هذه الأجسام البعيدة لم تتشكل عن طريق الاصطدامات ولكن عن طريق انهيار الجاذبية - تمامًا مثل النجوم.
وإذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، فإنه سيثير احتمال وجود المزيد من الأنظمة الثلاثية المخفية في حزام كويبر. ترى هذه النظرية أن أجسام حزام كويبر (KBOs) لم تتشكل من خلال الاصطدامات، ولكنها بدلاً من ذلك تشكلت أنظمة ثلاثية من خلال انهيار الجاذبية.
لقد حير التنبؤ بحركات ثلاثة أجسام مرتبطة بالجاذبية علماء الرياضيات لعدة قرون، ومؤخرا، دفعت الرواية والمسلسل التلفزيوني "مشكلة الأجسام الثلاثة" المشكلة إلى الواجهة. ومع ذلك، اكتشف الباحثون الآن ثلاثة صخور فضائية جليدية تبدو مستقرة في حزام كويبر البعيد للنظام الشمسي. تم هذا الاكتشاف باستخدام بيانات من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومسبار W.M. مرصد كيك في هاواي.
إذا تم تأكيده، فإن نظام ألتجيرا 148780 سيكون ثاني نظام ثلاثي الأجسام معروف في المنطقة، مما يشير إلى احتمال وجود المزيد من الأنظمة ثلاثية الأجسام. ومن شأن هذا الاكتشاف أن يدعم نظريات معينة حول تاريخ النظام الشمسي وتكوين أجسام حزام كويبر (KBOs).
وقالت مايا نيلسون، المؤلفة الرئيسية للدراسة وخريجة جامعة بريغهام يونغ في بروفو بولاية يوتا، وتخصصت في الفيزياء وعلم الفلك: "إن الكون مليء بأنظمة ثلاثية الأجسام، بما في ذلك نظام ألفا سنتوري، وهو أقرب نجم إلى الأرض، وما وجدناه في حزام كويبر قد لا يكون استثناءً".
تم اكتشاف KBO لأول مرة في عام 1992، وهو عبارة عن بقايا جليدية قديمة من النظام الشمسي المبكر تقع خارج مدار نبتون. وحتى الآن، تم فهرسة أكثر من 3000 منها، لكن العلماء يقدرون أنه قد يكون هناك مئات الآلاف أخرى، يبلغ عرض كل منها أكثر من 10 أميال. أكبر KBO معروف هو الكوكب القزم بلوتو.
يعد اكتشاف هابل دعمًا مهمًا لنظرية تكوين حزام كايبر، حيث لم تكن الأجسام الصخرية الصغيرة الثلاثة نتيجة الاصطدامات في حزام كويبر المزدحم، ولكنها تشكلت مباشرة من الانهيار الجاذبي للمواد في قرص المادة المتشكل حديثًا حول الشمس منذ حوالي 4.5 مليار سنة. ومن المعروف أن النجوم تتشكل من خلال انهيار جاذبية الغاز، عادة في أزواج أو ثلاثيات، لكن فكرة أن الأجسام الكونية مثل تلك الموجودة في حزام كويبر تشكلت بطريقة مماثلة لا تزال قيد التحقيق.
يقع نظام ألتجيرا في الأطراف الخارجية للنظام الشمسي، على بعد 3.7 مليار ميل (حوالي 44 ضعف المسافة بين الأرض والشمس). تُظهر صور هابل أن جسمي حزام حزام كويپر يبعدان عن بعضهما البعض بحوالي 4700 ميل (حوالي 7600 كيلومتر). ومع ذلك، قال الباحثون إن الملاحظات المتكررة للحركة المدارية المشتركة الفريدة بين الجسمين تشير إلى أن الجسم الداخلي هو في الواقع جسمان قريبان جدًا من بعضهما بحيث لا يمكن تمييزهما ببساطة على مثل هذه المسافات الكبيرة.
وقال نيلسون: "بالنسبة لمثل هذا الجسم الصغير والبعيد، فإن المسافة بين العضوين داخل النظام ليست سوى جزء من البكسل على كاميرا هابل، لذلك عليك استخدام طرق غير التصوير لاكتشاف أن هذا ثلاثي التوائم".
وهذا يستغرق وقتا وصبرا. جمع العلماء 17 عامًا من بيانات المراقبة الأساسية من مرصد هابل ومرصد كيك لمراقبة مدارات الأجسام خارج مجرة ألتجيرا.
قال دارين راغوزين Darin Ragozzine، المؤلف المشارك في دراسة ألتجيرا من جامعة بريغهام يونغ: "نرى تغيرات في الاتجاه المداري للأجسام الخارجية مع مرور الوقت، مما يشير إلى أن الأجسام الداخلية إما مستطيلة للغاية أو أنها في الواقع جسمان منفصلان".
وقال نيلسون: "عندما وضعنا بيانات هابل في سيناريوهات نمذجة مختلفة، كان النظام الثلاثي هو الأفضل". "الاحتمالات الأخرى هي أن الكائن الداخلي هو كائن ثنائي الاتصال، حيث يكون كائنين منفصلين قريبين من بعضهما البعض وملامسين لبعضهما البعض، أو أنه في الواقع كائن مسطح غريب، مثل فطيرة."
يوجد حاليًا ما يقرب من 40 ثنائيًا مؤكدًا في حزام كويبر. الآن بعد أن أصبح اثنان من هذه الأنظمة عبارة عن أنظمة ثلاثية الأجسام، يقول الباحثون إنه من المرجح أنهم لا يرون غريبًا واحدًا، بل مجموعة من الأنظمة ثلاثية الأجسام التي تشكلت في نفس الظروف. ومع ذلك، فإن بناء الأدلة يستغرق وقتًا وملاحظات متكررة.
والأجسام الوحيدة في حزام كويبر التي تم استكشافها بالتفصيل هي بلوتو والجسم الأصغر أروكوث، الذي زارته مهمة نيو هورايزنز التابعة لناسا في عامي 2015 و2019 على التوالي. تُظهر نيوهورايزنز أن أروكوث هو ثنائي اتصال، وهو ما يعني بالنسبة لـ KBO أن الجسمين يقتربان ويتلامسان الآن و/أو اندمجا، مما يشكل عادةً شكل الفول السوداني. يصف راجوزين ألتجيرا بأنه "ابن عم" أروكوث، وهو كائن في حزام كويبر. ومع ذلك، فقد قدروا أن ألتجيرا أكبر بعشر مرات من أروكوث ويبلغ عرضه 124 ميلاً (200 كيلومتر).
وقال نيلسون إنه على الرغم من عدم وجود أي مهام مخطط لها حاليًا للتحليق فوق Altjira للحصول على تفاصيل عن فئة Arokos، إلا أن هناك فرصة مختلفة وشيكة لمزيد من دراسة هذا النظام الرائع.
وقال نيلسون: "لقد دخل ألتجيرا موسم الكسوف، عندما تمر الأجسام الخارجية أمام الجسم المركزي. وسيستمر هذا لمدة عشر سنوات، مما يمنح العلماء فرصة ممتازة للتعرف عليه". انضم تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا أيضًا إلى دراسة ألتجيرا حيث سيفحص ما إذا كانت المكونات تبدو متشابهة خلال ملاحظات الدورة الثالثة القادمة.
تم نشر بحث هابل في مجلة علوم الكواكب.
تم تجميعها من / scitechdaily