Güneş sistemimizin dış kenarında, güneşten 4 milyar mil kadar şaşırtıcı bir mesafede bulunan bir Kuiper Kuşağı nesnesinin (KBO) bir sanatçının izlenimi. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA ve G. Bacon (STScI)
Güneş sisteminin dış kesimleri başka bir gezegeni barındırıyor olabilir veya yerçekimi yasalarını değiştiren kanıtlar olabilir.
Bir çift teorik fizikçi, dokuzuncu gezegen arayışına ilham veren aynı gözlemlerin, aslında galaksilerin dönüşünü anlamak için geliştirilen değiştirilmiş bir yerçekimi yasasının güneş sistemindeki kanıtı olabileceğini bildiriyor.
Case Western Reserve Üniversitesi’nde fizik profesörü olan araştırmacılar Harsh Mathur ve Hamilton College’da fizik doçenti Katherine Brown, bu iddiayı, Samanyolu galaksinin dış güneş sistemindeki nesnelere sahip olmasıeğer yerçekimi yasaları, Değiştirilmiş Newton Dinamiği (veya MOND) olarak bilinen bir teori tarafından yönetiliyordu.
Sert Mather. Kredi bilgileri: Case Western Reserve Üniversitesi
MOND, Isaac Newton’un ünlü yerçekimi yasasının bir noktaya kadar geçerli olduğunu öne sürüyor. Yani, Newton yasasının öngördüğü yer çekimi ivmesi yeterince küçük olduğunda, MOND farklı bir yer çekimi davranışının devreye girmesine izin verir.
MOND’un galaktik ölçeklerdeki gözlemsel başarısı, bazı bilim adamlarının onu, fizikçilerin yerçekimi etkileri olan ancak herhangi bir ışık yaymayan, maddenin varsayılan bir biçimini tanımlamak için kullandıkları “karanlık madde” terimine bir alternatif olarak görmelerinin nedenidir.
Mathur, “MOND, galaktik ölçekteki gözlemleri açıklama konusunda gerçekten çok iyi” dedi. “Fakat bunun dış güneş sistemi üzerinde gözle görülür etkileri olacağını beklemiyordum.”
Çalışmaları yakın zamanda yayınlandı TAstronomi Dergisi.
‘Çarpıcı’ Bir Hizalama
Mathur ve Brown daha önce MOND’un galaktik dinamikler üzerindeki etkisini araştırmıştı. Ancak gökbilimcilerin 2016 yılında dış güneş sistemindeki bir avuç nesnenin dokuzuncu bir gezegenle açıklanabilecek yörünge anormallikleri gösterdiğini duyurmasının ardından MOND’un daha yerel etkileriyle ilgilenmeye başladılar.
Yörünge özellikleri daha önce de tarihi keşiflere yol açmıştı: Neptün yakındaki nesnelerin yörüngelerindeki yerçekimsel çekim yoluyla keşfedildi, Merkür’ün çok küçük devinimi Einstein’ın genel görelilik teorisini destekleyen ilk kanıtları sağladı ve gökbilimciler yakın zamanda süper kütleli bir cismin varlığını anlamak için yörünge dinamiklerini kullandılar. Kara delik Galaksimizin merkezinde.
Brown, MOND’un tahminlerinin dokuzuncu gezegen arayışını motive eden gözlemlerle çelişebileceğini fark etti. “Dokuzuncu Gezegen hipotezini destekleyen verilerin MOND’u etkili bir şekilde dışlayıp dışlamayacağını görmek istedik” dedi.
Katherine Brown. Kredi bilgileri: Hamilton College
Bunun yerine Mathur ve Brown, MOND’un gökbilimcilerin gözlemlediği kümelenmeyi tam olarak tahmin ettiğini buldu. Milyonlarca yıl boyunca, dış güneş sistemindeki bazı nesnelerin yörüngelerinin galaksinin kendi çekim alanıyla aynı hizaya getirileceğini ileri sürüyorlar.
Mathur, Dokuzuncu Gezegen veri setindeki nesnelerin yörüngelerini galaksinin kendi çekim alanına göre çizdiklerinde, “hizalamanın çarpıcı olduğunu” söyledi.
Yazarlar, mevcut veri setinin küçük olduğu ve herhangi bir sayıda başka olasılığın doğru olabileceği konusunda uyarıyor; örneğin diğer gökbilimciler yörüngesel özelliklerin gözlemsel önyargıların sonucu olduğunu savundular.
Brown, “Sonuç ne olursa olsun, bu çalışma, dış güneş sisteminin yerçekimini test etmek ve fiziğin temel problemlerini incelemek için bir laboratuvar görevi görme potansiyelini vurguluyor” dedi.
Referans: Katherine Brown ve Harsh Mathur tarafından yazılan “Dokuzuncu Gezegen Hipotezine Alternatif Olarak Değiştirilmiş Newton Dinamikleri”, 22 Eylül 2023, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/acef1e