یک پژوهش علمی تازه نشان میدهد که جرم آسمانی اوموآموآ، نخستین بازدیدکننده میانستارهای شناساییشده، احتمالاً یک پلوتوی فراخورشیدی است و در دستهای کاملاً جدید از اجرام آسمانی قرار میگیرد. این یافته میتواند درک ما را از چگونگی شکلگیری و پراکندگی اجرام یخی در کهکشان به شکل قابل توجهی تغییر دهد. پژوهشگران آمریکایی در این مطالعه دریافتهاند که این جرم ممکن است تکهای از یک سیاره کوتوله یخی باشد که از یک منظومه ستارهای دیگر جدا شده و وارد منظومه شمسی ما شده است.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، اوموآموآ برای نخستین بار در سال ۲۰۱۷ رصد شد و دانشمندان به سرعت تشخیص دادند که منشأ آن بیرون از منظومه شمسی است. در ابتدا این جرم بهعنوان یک دنبالهدار میانستارهای طبقهبندی شد، اما دادههای بعدی نشان دادند که ماهیت آن متفاوت است. پژوهشگران اکنون معتقدند که این جرم ممکن است پوستهای از یخ نیتروژنی باشد که شباهت زیادی به سطح پلوتو دارد و احتمالاً از یک سیاره کوتوله مشابه در یک منظومه دیگر جدا شده است. این یافته به شکلگیری یک گروه کاملاً جدید از اجرام آسمانی منجر شده است که پیشتر پیشبینی نشده بود.
استیو دش، پژوهشگر سیارات فراخورشیدی در دانشگاه ایالتی آریزونا، توضیح میدهد که تمام ویژگیهای مشاهدهشده در اوموآموآ با این فرضیه سازگار است که این جرم یک قطعه یخ نیتروژنی باشد. برخلاف ترکیبات معمول دنبالهدارها که از یخ آب، سنگ و مواد آلی غنی از کربن ساخته میشوند، اوموآموآ تقریباً بهطور کامل از یخ نیتروژن تشکیل شده است. افزون بر این، شکل آن بهطور غیرعادی کشیده است و هیچ شباهتی به دنبالهدارهای شناختهشدهای مانند بوریسوف و اطلس ندارد.
دش تأکید میکند که اوموآموآ در دستهای متفاوت از اجرام میانستارهای قرار دارد و یافتن چنین اجرامی دشوار است، اما تعداد آنها احتمالاً بسیار بیشتر از آن چیزی است که تاکنون تصور میشد. او میگوید که دانشمندان انتظار چنین اجرامی را نداشتند، اما اکنون شواهد نشان میدهد که باید وجود آنها را در نظر گرفت. این کشف میتواند به شناخت بهتر فرآیندهای شکلگیری و پرتاب مواد در منظومههای جوان کمک کند.
پژوهشگران توضیح میدهند که سیارهها از ابرهای گاز و غبار باقیمانده پس از تولد ستاره شکل میگیرند. در چند میلیون سال ابتدایی، محیط بسیار آشفته است و سیارههای جوان برای قرار گرفتن در مدارهای پایدار رقابت میکنند. در منظومه شمسی، تعاملات گرانشی سیارههای غولپیکر باعث پرتاب مقادیر زیادی ماده به فضای بیرونی شد و بیشتر مواد یخی از منظومه شمسی خارج شدند. اجرام موجود در کمربند کویپر، که ورای مدار نپتون قرار دارند، تنها بخش کوچکی از این مواد اولیه را تشکیل میدهند.
بر اساس مشاهدات فضاپیمای نیو هورایزنز ناسا، که در سال ۲۰۱۵ از نزدیکی پلوتو عبور کرد، بخش عمده سطح این سیاره کوتوله از یخ نیتروژن ساخته شده است. دش و آلن جکسون، دیگر پژوهشگر دانشگاه ایالتی آریزونا، با استفاده از شبیهسازیهای عددی نشان دادهاند که بیشتر موادی که در دوران اولیه از پلوتو جدا شدند، نیتروژنی بودند. این قطعات در طول زمان دوباره در منظومه شمسی پراکنده شدند و بسیاری از آنها در اثر عبور نزدیک از خورشید به سرعت تبخیر شدند. تعداد کمی نیز ممکن است در ابر اورت گرفتار شده باشند، اما بخش عمدهای به فضای میانستارهای پرتاب شده است.
اگر این پدیده در اطراف ستارههای دیگر نیز رایج باشد، همانطور که شواهد مشاهداتی نشان میدهد، میتوان انتظار داشت که قطعات مشابهی از پلوتوهای فراخورشیدی در سراسر کهکشان پراکنده شده باشند. حتی برخی دنبالهدارهای شناساییشده در گذشته ممکن است در واقع قطعات برخوردی از این اجرام باشند. بهعنوان نمونه، دنبالهدار C/2016 R2 دارای ترکیب شیمیایی غیرمعمولی است که احتمال منشأ آن از یک جرم کمربند کویپر را تقویت میکند. دو دنبالهدار دیگر به نامهای مورهاوس و هوماسون نیز ترکیبات غنی از نیتروژن مشابهی دارند.
دش و جکسون در دو مقاله علمی منتشرشده در سالهای ۲۰۱۸ و ۲۰۲۱ در نشریه Journal of Geophysical Research: Planets جزئیات بیشتری از این فرضیه ارائه دادهاند و نشان دادهاند که ویژگیهای اوموآموآ با مدل یک قطعه پلوتو بسیار بهتر از مدل یک دنبالهدار تطابق دارد. دش تأکید میکند که اوموآموآ به ما نشان داد چه مقدار ماده یخی از منظومه شمسی خارج شده است و این موضوع درک ما را از فرآیندهای اولیه منظومه تغییر میدهد.
یکی از نکات جالب توجه درباره اوموآموآ سرعت پایین آن است. این جرم بسیار کندتر از چیزی که از یک دنبالهدار میانستارهای انتظار میرفت حرکت میکرد. این سرعت پایین با فرض پرتاب آن از یک ستاره جوان همخوانی دارد. با افزایش سن ستارهها، برهمکنشهای گرانشی سرعت اجرام اطراف را افزایش میدهد، اما اگر پرتاب در دوران جوانی رخ داده باشد، سرعت کمتری به این اجرام منتقل میشود.
ویژگیهای ترکیبی اوموآموآ نیز به منشأ جوان آن اشاره دارد. یخ نیتروژن در طول زمان توسط پرتوهای کیهانی فرسایش مییابد و اجرام یخآبی باقی میمانند. دش و جکسون تخمین زدهاند که سن اوموآموآ کمتر از دو میلیارد سال و شاید نزدیک به ۵۰۰ میلیون سال است. آنها احتمال میدهند که منشأ این جرم در بازوی برساووش که یکی از بازوهای مارپیچی نزدیک به بازوی شکارچی در کهکشان راه شیری است، قرار داشته باشد.
از آنجا که یخ نیتروژن روشنتر و فرارتر از یخ آب است، مشاهده اوموآموآ نسبتاً آسانتر بوده است. با این حال، تخمین زده میشود که این جرم پیش از رسیدن به منظومه شمسی بیش از ۹۰ درصد جرم اولیه خود را از دست داده بود. این موضوع نشان میدهد که چنین اجرامی ممکن است بسیار متداول باشند، اما تنها بخشی از آنها به اندازه کافی بزرگ و روشن هستند تا از زمین قابل رصد باشند.
دش بر این باور است که کشف سریع اوموآموآ نشاندهنده فراوانی بیشتر اجرام میانستارهای نسبت به تصورات گذشته است. او پیشبینی میکند که با استفاده از تلسکوپهایی مانند پن-استارز، اطلس و رصدخانه ورا روبین، ستارهشناسان در آینده اجرام میانستارهای بیشتری کشف خواهند کرد. این کشفیات میتوانند به شناخت بهتر ترکیب سیارههای کوتوله دوردست و تاریخچه منظومه شمسی کمک کنند.
در نهایت، دش اشاره میکند که رصد اجرام مشابه اوموآموآ نه تنها به ما کمک میکند ترکیب شیمیایی پلوتو را بهتر بشناسیم، بلکه میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره شکلگیری و تکامل اجرام یخی در سراسر کهکشان ارائه دهد. او تأکید میکند که این پژوهشها میتوانند به رمزگشایی بخشی از گذشته پرآشوب منظومه شمسی و فرآیندهای تشکیل سیارات کمک کنند.