نگاهی به تعریف جدید سیاره و پیامدهای آن

گروهی از اخترشناسان در سال ۸۴ با استفاده از یک تلسکوپ قوی جرم کوچکی را در کمربند کوییپر یافتند که «۲۰۰۳ UB۳۱۳» نام گرفت و بحث های فراوانی را در مجامع نجومی برانگیخت

گروهی از اخترشناسان در سال ۸۴ با استفاده از یک تلسکوپ قوی جرم کوچکی را در کمربند کوییپر یافتند که «۲۰۰۳ UB۳۱۳» نام گرفت و بحث های فراوانی را در مجامع نجومی برانگیخت. موضوع آن بود که این جسم کوچک ۲۴۰۰ کیلومتر قطر دارد، یعنی قطرش از قطر پلوتون (که نهمین سیاره منظومه خورشیدی ما محسوب می شد) ۱۰۰ کیلومتر بیشتر است. بنابراین باید این جرم را نیز در دسته سیاره های منظومه خورشیدی قرار داد.

اما مشکل آن بود که اگر این جرم نویافته (که هم اکنون آن را با نام اریس می خوانند) سیاره باشد، اجرام دیگری مثل سرس (جرمی در کمربند سیارک ها) و شارون (قمر تازه کشف شده پلوتون) را نیز باید سیاره به حساب آورد. بنابراین بسیاری از کارشناسان حوزه نجوم انتظار داشتند، انجمن بین المللی نجوم در نشست دوم شهریور امسال که در پراگ برگزار شد، تعداد سیاره های منظومه شمسی را به دوازده افزایش دهد. اما این انجمن در نشست خود تعریف جدیدی از سیاره ارائه کرده است که نه تنها به تعداد سیاره ها اضافه نشد، بلکه پلوتون نیز عنوان «سیاره» را از دست داد و به این ترتیب تعداد سیاره ها به هشت کاهش یافت. در این مقاله مبانی علمی این تعریف جدید از سیاره و همچنین نظر موافقان و مخالفان را بررسی می کنیم.

در زمان های گذشته، ستاره را جسم کوچک و درخشانی در آسمان می دانستند که نسبت به طرح پس زمینه دیگر ستارگان ثابت هستند و به همین دلیل آنها را «ثوابت» می نامیدند. اما اجسام دیگری هم وجود داشتند که نسبت به این طرح پس زمینه ستاره یی حرکت می کردند. این اجسام متحرک را «سیاره» می نامیدند تا آنها را از ثوابت متمایز کنند.

در روزگار باستان هفت سیاره می شناختند که خورشید، ماه، تیر، ناهید، مریخ، مشتری و کیوان نام داشتند. نکته یی که در این فهرست بسیار جلب توجه می کند آن است که زمین در این فهرست حضور ندارد، دلیلش هم آن بود که بشر در آن روزگار زمین را سیاره نمی دانست بلکه زمین را مرکز جهان تصور می کرد. اما پیشرفت علم نجوم، نیکلا کپرنیک و دیگر اخترشناسان را متقاعد کرد که خورشید در مرکز قرار دارد نه زمین.

پس از آن، تعریف سیاره تغییر کرد و اخترشناسان جسمی را سیاره می نامیدند که به دور خورشید در حال چرخش باشد. به این ترتیب در سال ۱۵۴۳ میلادی زمین به فهرست سیاره ها اضافه و خورشید و ماه از این فهرست حذف شدند. در آن زمان منظومه خورشیدی ما شش سیاره داشت تا آنکه رصدگران با استفاده از تلسکوپ در سال ۱۷۸۱ اورانوس و در سال ۱۸۴۶ نپتون را به فهرست سیاره های منظومه شمسی افزودند. سرس که در سال ۱۸۰۱ کشف شد، در ابتدا توانست نظر منجمان را به خود جلب کند. این جسم در فاصله مداری مریخ و مشتری قرار داشت و در ابتدای کشف خود صاحب عنوان سیاره شد، اما خیلی زود رقیبی برای سرس پیدا شد. در سال ۱۸۰۲ اخترشناسان پالاس را در مداری مشابه مدار سرس کشف کردند و به این ترتیب شک و تردیدهای اخترشناسان در مورد ماهیت این اجسام آغاز شد.

هنگامی که از پشت تلسکوپ به سیاره های واقعی نگاه می کنیم آنها را به صورت صفحه یا قرص کوچکی می بینیم، اما این دو جسم تنها به صورت یک نقطه کوچک نورانی دیده می شوند. در سال ۱۸۵۱ تعداد آنها به ۱۵ رسید و دیگر دشوار بود که همه آنها را سیاره به حساب آورد. ویلیام هرشل اخترشناس انگلیسی پیشنهاد کرد آنها را «سیارک» بنامند و به این ترتیب در سال ۱۸۵۲ سیارک ها از فهرست سیاره های منظومه خورشیدی حذف شدند و تعداد سیاره ها به هشت کاهش یافت.

گفتنی است امروزه با ساخت تلسکوپ های قوی تر، تعداد سیارک های منظومه خورشیدی ما به ۱۳۵ هزار افزایش یافته است. داستان پلوتون نیز تا حدی شبیه به داستان سرس است. هنگامی که کلاید تومبا پلوتون را در سال ۱۹۳۰ کشف کرد، اخترشناسان از آن استقبال کردند و به عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی به آن خوشامد گفتند. در آن زمان پلوتون را به دشواری می شد از پشت تلسکوپ ها دید، با این همه گمان می رفت که این سیاره چندین برابر زمین باشد و فاصله زیاد آن از زمین (فاصله پلوتون تا خورشید به طور میانگین ۳۹ برابر فاصله زمین تا خورشید است) باعث می شود، چنین کوچک به نظر برسد.

اما بعدها با ساخت تلسکوپ های قوی تر مشخص شد که این جسم نه تنها از هشت سیاره دیگر، بلکه از هفت قمر این سیاره ها نیز کوچک تر است. امروزه می دانیم که پلوتون حدود یک پنجم ماه (قمر زمین) است. هنگامی که روشن شد سرس یکی از اجسام بی شمار کمربند سیارک ها است از اهمیت آن کاسته شد. چنین داستانی در مورد پلوتون نیز تکرار شد، زیرا هنگامی که اخترشناسان دریافتند این جرم یکی از اجرام بی شمار کمربند کوییپر است، پلوتون اعتبار گذشته اش را از دست داد. اکنون اخترشناسان از یکدیگر می پرسیدند آیا هنوز هم باید پلوتون را سیاره به حساب آورد؟

گفتنی است یک بار در سال ۱۵۴۳ عنوان سیاره را از خورشید و ماه پس گرفته بودند و یک بار در سال ۱۸۵۲ سیارک ها را از این مقام کنار گذاشتند، به همین دلیل لغو عنوان سیاره از یک جسم چندان هم بی سابقه نبود، اما بسیاری از افراد استدلال می کردند از آنجایی که همه مردم باور دارند که پلوتون هم سیاره است، از این پس نیز باید پلوتون را سیاره نامید. به این ترتیب پلوتون همچنان از عنوان خود دفاع می کرد؛ اما کشفی که در سال ۲۰۰۵ روی داد، باعث شد موضوع سیاره بودن یا نبودن پلوتون با بحث های فراوان همراه شود. در این سال جسمی با نام اریس کشف شد (که پیشتر آن را با نام ۲۰۰۳UB۳۱۳ یازنا می شناختند). این جسم از پلوتون هم بزرگ تر است.

به این ترتیب اخترشناسان استدلال کردند اگر پلوتون سیاره است، اریس و تعداد دیگری از اجرام کمربند کوییپر هم سیاره هستند، اگر اریس سیاره نیست، پس پلوتون هم نباید سیاره باشد. به همین دلیل سیاره شناسان تصمیم گرفتند معیاری ارائه کنند که ضمن تعریف سیاره، به آسانی بتوان آنها را از اجسام غیرسیاره یی تشخیص داد. یکی از پیشنهادها آن بود که سیاره را جسمی تعریف کنیم که جرمش از ستاره کمتر است، اما آن اندازه بزرگ است که گرانشش باعث می شود شکل کروی داشته باشد.

هر چند بیشتر اجسام کوچک شکل ناهمواری دارند و همانند تخته سنگ های بزرگ هستند، اما اجسامی که شعاع آنها از چند صد کیلومتر بیشتر باشد، شکل کروی دارند. در ابتدا انجمن بین المللی اخترشناسان از این تعریف حمایت کرد. با پذیرش این تعریف پلوتون همچنان سیاره می ماند، اما سرس که بزرگ ترین سیارک و تنها سیارک کروی شناخته شده است، یک بار دیگر عنوان سیاره را به دست می آورد و راه را برای ورود تعداد زیادی از اجرام کمربند کوییپر هموار می کرد. به همین دلیل در روزهای نزدیک به نشست انجمن بین المللی اخترشناسان کسانی که بر این باور بودند این تعریف از سیاره تصویب می شود، حدس می زدند تعداد سیاره ها، از ۹ سیاره آن زمان به ۱۲ یا حتی بیشتر هم برسد.

اما بسیاری از اخترشناسان، گفتند کروی بودن معیار مناسبی نیست، زیرا مشاهده و بررسی شکل واقعی بسیاری از اجرام دوردست کمربند کوییپر بسیار دشوار است و بنابراین وضعیت آنها همچنان در ابهام باقی می ماند. گذشته از این، شکل و اندازه سیارک ها و اجرام کمربند کوییپر بسیار گوناگون است و طیف پیوسته یی دارد. به زبان دیگر هیچ مرز مشخص و واضحی بین شکل کروی و غیرکروی نیست. بنابراین در کنار معیار کروی بودن باید مرزی برای انحراف از شکل کروی تعیین کرد که به ناچار انتخابی و قراردادی است.

اما بسیاری از اخترشناسان دیگر با این استدلال که در طبیعت هیچ مرز واقعی بین شکل کروی و غیرکروی وجود ندارد، این تعریف را نارسا دانسته و از پذیرش آن سر باز زدند. بنابراین لازم شد تعریف دیگری ارائه شود که معیارهای آن دلخواه نباشد. بعضی از اخترشناسان به این ویژگی توجه کردند که برخی از اجسام منظومه خورشیدی بسیار بزرگ هستند و می توانند بیشتر اجرام موجود در اطراف خود را یا جارو کنند یا به پیرامون خود پرتاب کنند، اما اجسام کوچک توانایی انجام چنین کاری را ندارند، پس یا مدار آنها ناپایدار است یا محافظان بزرگی دارند که مدار آنها را پایدار می سازند. برای مثال زمین چنان بزرگ است که در نهایت می تواند همه سیارک های اطراف خود را یا جارو کند یا به محیط اطراف پراکنده سازد. در عین حال زمین محافظ ماه است.

یعنی نه آن را جارو می کند و نه به اطراف پرتاب می کند. به نظر دانشمندان می توان با استفاده از این اثرهای دینامیکی روش مناسبی برای تعریف سیاره ارائه کرد. به عبارت دیگر سیاره جسمی است که بر منطقه مداری خود چیره است، یعنی می تواند محیط اطرافش را با برخورد رودررو پاک کند، یا این اجرام را در مدار پایدار نگه داشته باشد.

بنابراین دیگر نیازی نیست که برای دسته بندی اجسام منظومه خورشیدی به سیاره ها و غیرسیاره ها از معیارهای دلبخواه یا معیارهای قراردادی استفاده کنیم، زیرا در خود طبیعت معیارهای مناسبی وجود دارد که می تواند این دسته بندی را انجام دهد. باید در نظر داشت که برخی دیگر از اخترشناسان معیارهای دیگری ارائه کردند که به این تعریف از سیاره بسیار نزدیک است و در عین حال قابلیت کمی شدن هم دارد.

این دسته از اخترشناسان برای اینکه معیاری عینی و قابل اندازه گیری از سیاره ارائه دهند، سیاره را به این صورت تعریف کردند؛ «هر جسم منظومه خورشیدی که جرمش از مجموع جرم های دیگر اجسام موجود در مدارهای مشابه بیشتر باشد.» برای بررسی این تعریف می توان سیاره های منظومه خورشیدی را در نظر گرفت. برای مثال، در منطقه مداری زمین حدود هزار سیارک وجود دارد که قطرشان از یک کیلومتر کمتر است و بیشتر آنها به تازگی از کمربند اصلی سیارک ها در بین مریخ و مشتری آمده اند.

رقیه علی نژاد

---