چرا پلوتون از فهرست سیارههای منظومه شمسی خارج شد؟
پلوتون، که بهمدت طولانی بهعنوان نهمین سیاره منظومه شمسی شناخته میشد، در ۲۴ اوت ۲۰۰۶ (دوم شهریور ۱۳۸۵) با یک تغییر اساسی در طبقهبندی خود مواجه شد.
در آن زمان، اتحادیه بینالمللی نجوم (IAU) با توافق بر سر معیارهای جدید، جایگاه پلوتون را از سیاره به سیاره کوتوله تغییر داد. این تصمیم بهسرعت واکنشهای شدیدی را برانگیخت و موجب بازنگری در کتابهای درسی و منابع آموزشی شد. بیش از ۱۷ سال از این تغییر میگذرد، اما بحث دربارهی وضعیت پلوتون و تعریف دقیق «سیاره» همچنان ادامه دارد.
در واقع، خروج پلوتون از فهرست سیارهها، به چالشهای اساسی در تعریف این مفهوم دامن زده است. اتحادیه بینالمللی نجوم سیاره را بهعنوان جرمی آسمانی مشخص میکند که بهصورت تقریباً کروی به دور خورشید میچرخد و مدار خود را از بقایای دیگر اجرام پاکسازی میکند. با این حال، این تعریف همچنان مورد توافق جهانی نیست و معضلاتی را بهوجود آورده است.
فهرست مطالب
- بالاخره سیاره چیست؟
- معمای سیارهای
- ماموریت نیوهورایزنز ناسا و بحث دوباره بر سر سیاره
- آیا پلوتون میتواند دوباره سیاره شود؟
- سیارهبودن پلوتون چه اهمیتی دارد؟
علاوه بر این، مطالعه بر روی سیارات دیگر مانند زمین و مشتری نشان میدهد که حتی این سیارات بزرگ نیز نتوانستهاند تمامی سیارکهای نزدیک به مدار خود را پاکسازی کنند.
بهعلاوه، اجرام کوچکی مانند سرس که به دور خورشید میچرخند، در عین حال که دارای شکل کروی هستند، بهعنوان سیاره شناخته نمیشوند. بنابراین، درک ما از چگونگی تعریف سیارات و ویژگیهای آنها بهطور فزایندهای پیچیده میشود.
این تغییر در طبقهبندی، مسائل عمیقتری را در مورد دانش ما از کیهان مطرح میکند. بهعنوان مثال، اگر تعریف سیاره بهطور گستردهتری ارائه شود، ممکن است لازم باشد که اجرام غیرکروی دیگری که به دور خورشید میچرخند، نیز مورد بررسی قرار گیرند. این تصمیمگیری همچنین میتواند بر کمربند سیارکی، نوار بزرگ اجرام کوچک میان مریخ و مشتری، تأثیر بگذارد.
در نهایت، با اینکه بحث دربارهی پلوتون از دو دهه پیش آغاز شده است، هنوز بسیاری از افراد بهطور کامل از عمق این موضوع آگاه نیستند و نمیدانند چرا پلوتون از جایگاه سیارهای خود محروم شد.
تغییر تعداد سیارهها از نه به هشت، بهویژه بر اساس تعریف استاندارد IAU، تأکید میکند که علم توانایی تغییر و انطباق با شواهد جدید را دارد و به ما یادآوری میکند که تعریفها میتوانند بهراحتی دستخوش تغییر شوند.
بالاخره سیاره چیست؟
سیارهها از دیرباز به عنوان اجرام آسمانی جالب توجه بشر بودهاند. واژه «سیاره» در زبان انگلیسی (Planet) نشأتگرفته از واژه یونانی Planetes به معنای «ستاره سرگردان» است.
از دوران باستان، پنج سیاره کلاسیک، یعنی عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل، با چشم غیرمسلح قابل مشاهده بودهاند و در مقایسه با ستارگان دور، مسیرهای عجیبی در آسمان ترسیم میکنند.
ظهور تلسکوپها تحول بزرگی در علم نجوم به وجود آورد و منجر به کشف دو سیاره جدید، اورانوس و نپتون، شد. این دو جسم آسمانی که در فاصلهای دورتر از زمین قرار دارند، از لحاظ نوری به شدت کمنورند و مشاهده آنها بدون ابزار مناسب ممکن نیست.
درک ما از سیارهها به تعریفهای سنتی یونانی-رومی مرتبط است و تعاریف فعلی اتحادیه بینالمللی نجوم نیز بر همین اساس بنا شدهاند. در دورانها و فرهنگهای مختلف، سیارهها تحت نامهای متفاوتی شناخته میشدند.
در سال ۱۸۰۱، کشفی جدید در کمربند سیارکی با نام سرس صورت گرفت که در آن زمان به عنوان «سیاره» شناخته شد. اما به تدریج مشخص شد که سرس از دیگر سیارهها کوچکتر است و به گروه اجرام سنگی به نام «سیارکها» منتقل شد. امروزه سرس به عنوان یک سیاره کوتوله شناخته میشود.
پلوتون نیز در سال ۱۹۳۰ به عنوان یک سیاره به ثبت رسید. کلاید تامبا از رصدخانه لوول در آریزونا با مقایسه صفحات عکاسی آسمان، وجود این جرم آسمانی را کشف کرد.
اما مدار پلوتون به قدری بیضوی و غیرمعمول است که در طی ۲۰ سال از سفر ۲۴۸ سالهاش به دور خورشید، از نپتون نزدیکتر میشود. مدار پلوتون نیز نسبت به دایرةالبروج، که سایر سیارهها در آن میچرخند، زاویهدار است.
دستیابی به اطلاعات جدید در سال ۱۹۹۲ با کشف جسمی به نام QB1 1992 در کمربند کویپر آغاز شد. این جرم کوچک در مجاورت پلوتون و فراتر از مدار نپتون به دور خورشید میچرخد. به تدریج، بسیاری از اجرام مشابه کشف شدند که کمربندی از جهانهای کوچک و یخزده را به تصویر میکشیدند.
پلوتون در این ناحیه تا سال ۲۰۰۵ به عنوان پادشاه آن شناخته میشد تا اینکه اخترشناسان جسم دوردست اریس را کشف کردند که در ابتدا تصور میشد از پلوتون نیز بزرگتر است.
معمای سیارهای
با کشف اریس، یک چالش جدید برای دانشمندان پدید آمد. اگر پلوتون بهعنوان یک سیاره شناخته شود، آیا اریس نیز باید در این دسته قرار گیرد؟ بهعلاوه، چگونه میتوان اجرام یخی دیگری که در کمربند کویپر یا اجرام کوچکتر در کمربند سیارکی وجود دارند، طبقهبندی کرد؟ مرز مشخصی که یک جسم را بهعنوان سیاره شناسایی میکند، کجاست؟ واژهای که پیشتر بهسادگی قابلدرک بود، به ناگاه به موضوعی پیچیده تبدیل شد.
پس از این موضوع، مناقشات گستردهای در بین اخترشناسان آغاز شد و تلاشهایی برای تعریف مجدد واژه سیاره انجام گردید. برایان مارسدن، یکی از اعضای کمیته اجرایی اتحادیه بینالمللی نجوم (IAU)، در سال ۲۰۰۵ در مصاحبهای با اسپیسداتکام بیان کرد: «هر بار که به نظر میرسد که به توافقی نزدیک میشویم، ناگهان نظری جدید مطرح میشود که نشان میدهد هنوز راهی طولانی در پیش داریم.»
یک سال بعد، اخترشناسان هنوز به توافقی جامع نرسیده بودند و این مسئله بهمانند ابر سیاهی بر نشست مجمع عمومی IAU در پراگ در سال ۲۰۰۶ سایه افکنده بود.
در این کنفرانس، دانشمندان برای مدت هشت روز در مورد چهار پیشنهاد مختلف بحث کردند. یکی از این پیشنهادات جنجالی میتوانست با افزودن سرس، بزرگترین سیارک، و شارون، قمر پلوتو، تعداد سیارههای منظومه شمسی را به دوازده افزایش دهد.
مایکل براون، اخترشناس دانشگاه کلتک و کشفکننده اریس، این پیشنهاد را «آشفتگی کامل» توصیف کرد.
در انتهای کنفرانس، ۴۲۴ اخترشناس به ایجاد سه طبقهبندی جدید برای اجرام منظومه شمسی رای دادند. پس از آن، تنها عطارد و نپتون و سیارات بزرگ دیگر بهعنوان سیاره شناخته شدند.
در ادامه، پلوتون و اجرام مشابه آن (اجرام گردی که مدارشان را با دیگر اجرام مشترک میکنند) بهعنوان سیاره کوتوله معرفی شدند. تمامی دیگر اجرام که به دور خورشید میچرخند، بهعنوان اجسام کوچک منظومه شمسی شناخته میشوند.
این تحولات نه تنها در علم نجوم، بلکه در تفکر عمومی نیز خیرهکننده بود. بسیاری از افراد که سالها پلوتون را بهعنوان یکی از سیارههای منظومه شمسی میشناختند، اکنون با مفاهیم جدیدی مواجه شدند که نیاز به بازنگری در دانش خود داشتند. این تغییرات درک ما از جهان را به چالش کشید و نشان داد که علم همواره در حال تحول است.
بحثهای ادامهدار در این زمینه و تلاشهای پژوهشگران به درک عمیقتری از ساختار منظومه شمسی منجر شد. این معما، نه تنها ابعاد علمی، بلکه ابعاد فلسفی نیز به همراه داشت و پرسشهایی در مورد نحوه طبقهبندی و تعریف اجرام آسمانی را ایجاد کرد.
بهاینترتیب، معمای سیارهای به مثالی از چالشهای علمی تبدیل شد که با تحولات جدید و اکتشافات، قادر به تغییر ساختارهای قبلی و فهم ما از جهان پیرامون است.
ماموریت نیوهورایزنز ناسا و بحث دوباره بر سر سیاره
جمعی از دانشمندان، تصمیمات همکاران خود را جدی نگرفتند. آلن استرن، پژوهشگر ارشد فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا که در سال ۲۰۱۵ از کنار پلوتو عبور کرد، کاهش جایگاه پلوتو به عنوان سیاره نهم منظومه شمسی را امری تاسفبار قلمداد کرد. وی اظهار داشت که تنها کمتر از پنج درصد از ۱۰ هزار اخترشناس جهانی در رأیگیری اتحادیه بینالمللی نجوم شرکت کردهاند.
نیوهورایزنز بهعنوان یک نقطه عطف مهم در بررسی وضعیت سیارات به شمار میرود. پرواز سریع این فضاپیما از کنار پلوتو، جهانی را به تصویر کشید که بسیار پویاتر از آنچه تصور میشد، نمایان میکرد.
وجود کوههای بلند، دهانههای برخوردی و نشانههایی از جاری بودن نیتروژن مایع بر سطح پلوتو، نمایانگر جهانی است که از زمان شکلگیریاش دستخوش تغییرات زمینشناسی قابلتوجهی گشته است. افراد مانند استرن به همین دلیل استدلال کردهاند که پلوتو باید بهعنوان یک سیاره مورد شناسایی قرار گیرد.
تصاویر ثبتشده از شارون، قمر پلوتون، نیز نمایانگر مکانی با تغییرات جالب توجه هستند. بهعنوان مثال، کلاهک قرمز رنگ بر روی قطب شارون بهظاهر با تغییرات فصلی منظومه شمسی تغییر شکل میدهد.
از سوی دیگر، پلوتو دارای چندین قمر است؛ در حالی که عطارد و زهره، دو سیاره درونی دیگر منظومه شمسی، حتی یک قمر هم ندارند. این وضعیت، به همراه وجود سیارکها و سیارههای کوتوله با قمرهای متعدد، تعریف سیاره را پیچیدهتر میسازد.
بسیاری از مردم با نظرات استرن و دیگر کارشناسان همفکر او همعقیدهاند. در سال ۲۰۱۴، بهدنبال پرواز نیوهورایزنز از کنار پلوتو، کارشناسان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CfA) در کمبریج ماساچوست درباره تعاریف مختلف سیاره به بحث و بررسی پرداختند.
اوون جینجریچ، مورخ علم و رئیس کمیته تعریف سیاره در IAU، اظهار کرد که «سیاره یک واژه فرهنگی است که در طول زمان دستخوش تغییر میشود.» با این حال، اکثریت تماشاگرانی که مناظره CfA را دنبال میکردند، تعریفی متفاوت را انتخاب کردند که میتوانست پلوتو را به جمع سیارهها بازگرداند.
طرحهای جدید برای طبقهبندی سیارات همچنان ادامه دارد. به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۷، پیشنهادی مطرح شد که سیاره را به عنوان «جسمی کروی در فضا که کوچکتر از ستاره است» تعریف میکرد.
این تعریف، پلوتو را به وضعیت سابق خود بازمیگرداند، اما به همین ترتیب، قمر زمین و بسیاری از دیگر قمرهای منظومه شمسی را نیز شامل میشود و تعداد کل سیارات رسمی شناختهشده را به ۱۱۰ میرساند. در سال بعد، استرن و دیوید گرینسپون، دانشمند ارشد انجمن علوم سیارهای، در مقالهای که در واشنگتنپست منتشر کردند، استدلال کردند که تعریف اتحادیه بینالمللی نجوم بهسرعت و بدون دقت کافی تصویب شده و نیازمند بازنگری است.
آیا پلوتون میتواند دوباره به عنوان یک سیاره تلقی شود؟
درخواستهای متعدد از سوی کارشناسان در زمینه نجوم، به رغم توجه و بررسیهای مکرر، هنوز از سوی اتحادیه بینالمللی نجوم نادیده مانده است و به نظر میرسد که این نهاد به زودی به این مناقشه رسیدگی نخواهد کرد.
اتان سیگل، اخترفیزیکدان آمریکایی، در پاسخ به نظرات استرن و گرینسپون بیان میکند: «واقعیت ساده این است که پلوتو در زمان کشف، به اشتباه طبقهبندی گردید. این جرم هرگز در وضعیت یکسانی با هشت سیاره دیگر قرار نداشته است.»
مایکل براون نیز تأکید میکند که پلوتون هنوز هم به عنوان یک سیاره محسوب نمیشود و اساساً هرگز چنین نبوده است. او میافزاید: «ما تنها ۵۰ سال آن را به اشتباه درک کردهایم و اکنون بهتر میدانیم.
احساس دلتنگی برای پلوتون به خودی خود نمیتواند استدلالی قانعکننده باشد. واقعیت چیز دیگری را نشان میدهد و ما باید با آن سازگار شویم.»
اهمیت سیارهبودن پلوتون چیست؟
با گذشت زمان، نسلهای جدیدی از کودکان که حتی در زمان سیارهبودن پلوتون به دنیا نیامدهاند، از خود میپرسند که تعریف سیاره چه اهمیتی دارد. چرا باید این همه سال بر سر این که آیا پلوتون یک سیاره است یا نه، بحث کنیم؟
اخترشناسان به این سؤال پاسخ سادهای نمیدهند و معتقدند شاید برای درک اینکه یک جرم چه ویژگیهایی باید داشته باشد تا به عنوان سیاره شناخته شود، لازم باشد که به فراتر از منظومه شمسی نگاه کنیم.
تاکنون بیش از پنجهزار سیاره فراخورشیدی کشف شده است. این مجموعه وسیع شامل «ابرزمینها» با ابعادی بین زمین و اورانوس، و «مشتریهای داغ» که به دور ستارههای خود میچرخند، میباشد. تنوع بالای محیطهای سیارهای در حال تغییر است و به سرعت در حال گسترش است.
افزایش شناخت ما از انواع سیارههای فراخورشیدی نشان میدهد که هر منظومه ستارهای میتواند محیط منحصربهفرد خود را داشته باشد. به طور کلی، ستارگان قادرند از فروپاشی گاز و غبار در محیط خود سیارهها را شکل دهند، اما فرآیند شکلگیری سیارهها بسیار پیچیده و دارای پویایی منحصربهفرد است.
به عنوان مثال، آیا چندین ستاره در این فرآیند دخالت دارند؟ چه مقدار گرد و غبار در دسترس است؟ آیا وجود یک سیاهچاله یا ابرنواختری سبب حذف گاز و غبار ضروری برای رشد سیارهها میشود؟
حتی اگر سیارهها شانس کافی برای بزرگ شدن را داشته باشند، نحوه تعامل آنها با دیگر سیارهها در مراحل اولیه شکلگیری به درستی درک نشده است.
تعاملات گرانشی بین سیارهها میتواند آنها را از ستاره والد خود دور کرده یا به آن نزدیک کند و در برخی موارد، آنها را به کلی از منظومه خود جدا کند.
این توضیحات نشان میدهد که تعریف ما از سیاره احتمالاً باید بر اساس شرایط خاصی تنظیم شود تا تعداد سناریوهای ممکن برای شکلگیری جهانها مد نظر قرار گیرد.
ممکن است سیارهها به شرایط خاصی در فرآیند شکلگیری یا مناطق خاصی وابسته باشند. به طور کلی، تنها نکتهای که به طور قطع میدانیم این است که با گردآوری دادههای بیشتر، تعریف سیاره و مناقشه پیرامون پلوتون همچنان ادامه خواهد داشت.
