با توجه به اینکه مدار پلوتو، مدار نپتون را قطع می‌کند آیا این امکان وجود دارد که این دو با هم برخورد کنند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

مدرس نجوم رصدخانه آموزشی زعفرانیه تهران - عضو تحریریه ماهنامه نجوم

TheKuiperBelt_Orbits_Pluto_Polar.svgمدار پلوتو بیضی نسبتاً کشیده‌ای است که یک دور گردش مداری آن به دور خورشید حدود ۲۴۸ سال طول می‌کشد. انحراف زاویه ۱۷ درجه‌ای مدار پلوتو با صفحه‌ی منظومه‌ی شمسی و دایره‌البروج سبب می‌شود که نیمی از مسیر گردشش به دور خورشید را در بالای این صفحه و نیمی دیگر را در پایین این صفحه طی کند. پلوتو در حضیض مداری در حدود ۲۹ واحد نجومی و در اوج مداری حدود ۴۹ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد (هر واحد نجومی به اندازه‌ی‌ متوسط فاصله‌ی زمین تا خورشید، یعنی حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر در نظر گرفته می‌شود).Pluto_Orbit

کشیدگی مدار پلوتو آن قدر زیاد است که به نظر می‌رسد با مدار سیاره‌ی نپتون در دو نقطه برخورد می‌کند و گاهی از نپتون به خورشید نزدیک تر می‌شود. به عبارت دقیق‌تر پلوتو در مدت ۲۰ سال از ۲۴۸ سالی که یک دور به گرد خورشید می‌چرخد نسبت به خورشید نزدیک‌تر می‌شود. آخرین بار در اول بهمن ۱۳۵۷ پلوتو از مدار نپتون به خورشید نزدیک‌تر شد و تا ۲۲ بهمن ۱۳۷۷ کماکان در مدارش در فاصله نزدیک‌تری از نپتون نسبت به خورشید قرار داشت. اگر مایلیم دوباره پلوتو را در وضعیت نزدیک‌تری نسبت به خورشید در منظومه شمسی ببینیم، ناگزیریم تا شهریور ۱۶۰۵ صبر کنیم!

با این وضعیت برخورد نپتون و پلوتو در مدارشان محتمل به نظر می‌رسد. اما اگر جهت دیدمان را نسبت به مدار این دو تغییر دهیم و از نمای بالا به مدار نپتون و پلوتو نگاه کنیم، می بینیم مدار این دو به گونه ‌ای است که امکان ندارد هیچ وقت با هم برخورد کنند. چند دلیل برای این موضوع وجود دارد.

ساده‌ترینش این است که این دو مدار در عمل هیچ نقطه‌ی تقاطعی با هم ندارند. وقتی پلوتو در نزدیک‌ترین فاصله‌اش از خورشید است، اگر از بالا نگاه کنیم به نظر می‌رسد در نزدیک ترین فاصله‌اش از نپتون است. ولی در همان زمان در حقیقت در دورترین فاصله در بالای مسیر گذر نپتون نیز قرار دارد. مدار پلوتو از فاصله‌ی حدود ۸ واحد نجومی از بالای نپتون گذر می‌کند که حفظ این فاصله از بروز تصادم بین این دو جلوگیری می‌کند. نقاط اوج و حضیض در مدار پلوتو از مدار نپتون با زاویه‌ی بیشتر از ۲۱ درجه جدا شده است.Plutoorbit1.5sideview

اما اینها به تنهایی برای حفظ پلوتو کافی نیست. اختلال‌های ناشی از اثر گرانش سیارات (به ویژه نپتون) می‌تواند بر وضعیت مدار پلوتو اثر بگذارد (مانند حرکت تقدیمی در مدار پلوتو) به طوری که بعد از میلیون ها سال احتمال بروز تصادم با نپتون امکان‌پذیر شود. از این رو مکانیسم‌های دیگری نیاز است تا زا بروز چنین برخوردی به نفع دو سیاره جلوگیری کند. مهم‌ترین آنها این است که پلوتو در حرکت رزونانسی با نپتون در نسبت ۲:۳ قرار دارد. یعنی در هر دو مرتبه گردشی که پلوتو به دور خورشید می گردد، نپتون ۳ مرتبه به دور خورشید بگردد. سپس هر دو جرم به موقعیت اولیه خود در مدار باز می گردند و همین چرخه دوباره تکرار می شود. حدود ۵۰۰ سال برای سپری شدن هر چرخه نیاز است. این الگو به گونه ای است که در هر ۵۰۰ سال، نخست پلوتو نزدیک نقطه حضیض است و در همین حال نپتون در فاصله بیش از ۵۰ درجه پشت پلوتو قرار دارد. سپس در دومین باری که پلوتو به حضیض می رسد، نپتون بیش از یک و نیم دور در مدارش چرخیده است و بنابراین فاصله مشابهی از پلوتو خواهد داشت. حداقل جدایی پلوتو و نپتون حدود ۱۷ واحد نجومی است. جالب اینجاست که گاهی پلوتو به اورانوس از نپتون نزدیک تر می شود و در فاصله ۱۱ واحد نجومی از اورانوس قرار می‌گیرد.

رزوناس ۲:۳ بین دو جرم بسیار پایدار است و میلیون‌ها سال می‌تواند حفظ  شود. این حالت مانع از این می‌شود که وضعیت مدارهای آن دو نسبت به یکدیگر تغییر کند و از این رو چرخه همیشه و به صورت یکسان تکرار می‌شود و بنابراین دو جرم هرگز از نزدیکی یکدیگر نمی‌توانند گذر کنند. بنابراین هر چند مدار پلوتو شیب خیلی زیادی نسبت به مدار نپتون ندارد و در صورت نگاه به مدار آن‌ها ممکن است تصور شود این دو ممکن است به هم برخورد کنند، با این حال در عمل احتمال برخوردی هم بین این دو جرم وجود ندارد.

  • داود

    ممنون از پاسخ جامه و کاملتون

  • داود

    ممنون از پاسخ جامع و کاملتون

  • بسیار عالی پاسخ داد‌ه‌اند. سپاسگزاریم.

  • نيكا

    بسیار عالى بود

تمام حقوق این سایت برای © 2017 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی