پرونده ویژه: سیاره نهم؛ معمای بزرگ منظومه شمسی به‌زودی حل خواهد شد

بیشتر اخترشناسان در آرزوی کشف سیاره‌ای جدید هستند؛ اما مایک براون شاید تنها کسی باشد که به «کشتن» یک سیاره افتخار می‌کند. به لطف پژوهش‌های او، پلوتو، سیاره نهم سابق منظومه شمسی از فهرست سیاره‌ها حذف شد و این تصمیم، واکنش‌های منفی عمومی را در پی داشت. مردم در اعتراض می‌گفتند چگونه می‌توانید دوران کودکی ما را تغییر دهید؟ چطور می‌توانید آسمان‌نماهای ما را دستکاری کنید؟

حدود ۱۰ سال پیش، دختر براون که آن زمان تقریباً ۱۰ سال داشت، یک راهکار برای جبران حذف پلوتو پیشنهاد کرد: یک سیاره دیگر پیدا کن! براون در واکنش به این پیشنهاد خندید و در ذهنش گفت: «این اتفاق هرگز رخ نمی‌دهد.»

بااین‌حال، اکنون به نظر می‌رسد براون در آستانه برآورده‌کردن آرزوی دخترش قرار دارد. شواهدی که او و دیگران درطول یک دهه‌ی گذشته جمع‌آوری کرده‌اند، نشان می‌دهد که در بخش بیرونی منظومه شمسی اتفاقی عجیب در حال رخ‌دادن است: اجرام زیرسیاره‌ای دوردست در مدارهایی کشف می‌شوند که گویی تحت تأثیر یک نیروی گرانشی نامرئی شکل گرفته و نظم یافته‌اند. به گفته‌ی براون، این نیرو از سوی یک سیاره نهم ناشناخته اعمال می‌شود که از زمین بزرگ‌تر اما از نپتون کوچک‌تر است.

هیچ‌کس هنوز سیاره نهم را پیدا نکرده است. اگر چنین سیاره‌ای وجود داشته باشد، آن‌قدر دور و کم‌نور است که تقریباً هیچ‌کدام از تلسکوپ‌های موجود قادر به مشاهده‌ی آن نیستند. اما این وضعیت در آستانه‌ی تغییر است. تلسکوپی جدید به نام رصدخانه ورا روبین در شیلی قرار است به زودی چشمان مکانیکی خود را بگشاید. وقتی این اتفاق بیفتد، ورا روبین میلیون‌ها پدیده‌ی کیهانی ناشناخته را شناسایی خواهد کرد؛ از ابرنواخترهای دوردست گرفته تا سیارک‌های نزدیک به زمین و مهم‌تر از همه، ده‌ها هزار جرم جدید در اطراف پلوتو و فراتر از آن.

پلوتو در سال ۱۹۳۰ کشف شد و همیشه به نظر می‌رسید که سیاره‌ای تنها در مرز منظومه شمسی است. اما در اوایل دهه ۲۰۰۰، اخترشناسان دریافتند که پلوتو تنها نیست. با نقشه‌برداری از محدوده‌ی تاریک و دوردست اطراف پلوتو، دیگر دنیاهای شبیه به آن با پوشش یخی مات ظاهر شدند. در سال ۲۰۰۵، براون که در مؤسسه فناوری کالیفرنیا مشغول به کار بود، به همراه دو همکارش با استفاده از رصدخانه پالومار در کالیفرنیا، جرمی بسیار دوردست را مشاهده کرد که درک ما از منظومه شمسی را تغییر داد.

آن جرم آسمانی که «اریس» نامیده شد، به‌طرز شگفت‌انگیزی از زمین دور است:‌ ۶۸ برابر فاصله‌ی زمین از خورشید. اما اریس با قطر نزدیک به ۲۴۰۰ کیلومتر، کمی از پلوتو بزرگ‌تر است. براون می‌گوید: «روزی که اریس را یافتم و اندازه‌ی احتمالی آن را محاسبه کردم، گفتم: خب، تمام شد. بازی تمام است. یا اریس باید به سیاره‌ای جدید تبدیل شود یا پلوتو آن چیزی نیست که فکر می‌کنیم.»

در سال ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی بدین نتیجه رسید که یک جرم آسمانی برای قرارگیری در دسته‌ی سیاره‌ها، باید سه ویژگی زیر را داشته باشد:

• به دور یک ستاره بچرخد.
• به اندازه‌ای پرجرم باشد که گرانش آن را به شکل یک کره دربیاورد.
• مداری پاک و عاری از اجرام مزاحم داشته باشد.

پلوتو از دو شرط اول برخوردار است؛ اما از آنجایی که مدار خود را با گروهی از اجرام کوچک‌تر به اشتراک می‌گذارد، نمی‌تواند شرط سوم را برآورده کند؛ درنتیجه، موقعیت خود به‌عنوان سیاره نهم منظومه شمسی را از دست داد و از آن پس «سیاره کوتوله» نامیده شد. اما این تنزل جایگاه، نه از جذابیت پلوتو و نه از جذابیت اجرام مشابه آن برای اخترشناسان کم نکرد.

حمیده خادم زاده

چرا پلوتون از فهرست سیاره‌های منظومه شمسی خارج شد؟

مطالعه '9

پلوتو و اریس اعضای کمربند کویپر هستند؛ حلقه‌ای به‌شکل چنبره که از قطعات یخی باقی‌مانده از روزهای اولیه شکل‌گیری منظومه شمسی تشکیل شده است. بی‌شمار جهان‌های دیگر مثل پلوتو و اریس وجود دارند که به «اجرام فرانپتونی» معروف‌اند، اما دیدن آن‌ها بسیار دشوار است.

بااین‌حال، در اوایل دهه ۲۰۰۰، براون به همراه دو همکار خود، چادویک تروخیو از دانشگاه آریزونای شمالی و دیوید رابینوویتز از دانشگاه ییل، موفق به کشف تعدادی از اجرام فرانپتونی شد. در سال ۲۰۰۴، آن‌ها از شناسایی یکی از این اجرام به نام «سدنا» خبر دادند. نزدیک‌ترین فاصله‌ی سدنا از خورشید به ۷۶ واحد نجومی (AU) می‌رسد؛ آن‌قدر دور که اگر فردی روی سدنا بایستد، می‌تواند نور ضعیف خورشید را با نوک یک سوزن بپوشاند.

در آن زمان، سدنا دورترین جرم کشف‌شده در منظومه شمسی محسوب می‌شد. در واقع، این جرم فراتر از کمربند کویپر قرار داشت و فقط به‌صورت یک نقطه‌ی محو در میان ستارگان قابل مشاهده بود. برخی سدنا را یک «جرم فرانپتونی بسیار دور» یا ETNO می‌نامند. هرچند تعریف روشنی برای ETNO-ها وجود ندارد، این اجرام در داستان سیاره نهم که گاهی‌اوقات «سیاره ایکس» نیز نامیده می‌شود، نقشی کلیدی برعهده دارند. براون می‌گوید: «سدنا اولین نشانه‌ی ما از سیاره نهم بود، هرچند در آن موقع آن را شناسایی نکردیم.»

در سال ۲۰۱۴، تروخیو که آن زمان در رصدخانه جمنای در هاوایی مشغول به کار بود و اسکات شپرد، اخترشناس از مؤسسه کارنگی در واشنگتن، مقاله‌ای درباره‌ی سدنا و جرم دوردست دیگری به نام « 2012 VP113» منتشر کردند که نزدیک‌ترین فاصله‌اش از خورشید ۸۰ واحد نجومی بود. هر دو این اجرام به شکلی رفت‌وبرگشتی از مرز فرضی منظومه شمسی (هلیوپاز) عبور می‌کردند؛ محدوده‌ای که باد مغناطیسی خورشید را از گاز و غبار میان‌ستاره‌ای جدا می‌کند و فراتر از آن، فضای میان‌ستاره‌ای آغاز می‌شود. شپرد می‌گوید: «این دو جرم در دسته‌ای منحصربه‌فرد قرار دارند» و توصیف‌ناپذیر به‌نظر می‌رسیدند.

سدنا و 2012 VP113 (به همراه چند جرم مشابه دیگر) در مدارهایی چنان کشیده و دور قرار دارند که تاثیر گرانشی چیزی ناشناخته باید آن‌ها را به آن موقعیت‌ها رانده و مسیر مداری عجیبشان را شکل داده باشد. اما آن «چیز» چه بود؟ در چنین فواصل پهناوری، میدان‌های گرانشی عظیم سیار‌ه‌های غول‌پیکر بیرونی از جمله نپتون، هیچ تأثیر محسوسی بر سدنا و همراهانش ندارد و تنها چیزی که باید مدار آن‌ها را تحت تأثیر قرار دهد، خورشید است.

شپرد می‌گوید: «این اجرام در منطقه‌ای مرده قرار دارند.» او و دیگران به این نتیجه رسیدند که برای توضیح این اجرام سرگردان غیرعادی، باید به یک عامل گرانشی نامرئی متوسل شد. در سال ۲۰۱۴، شپرد و تروخیو پیشنهاد دادند که سدنا، 2012 VP113 و اجرام مشابه دیگر احتمالاً به دلیل تأثیر یک سیاره پنهان در این مدارهای دورافتاده قرار گرفته‌اند. این سیاره که درحدود دو تا پنج برابر زمین جرم دارد، نیروی گرانشی خود را بر سدنا و همراهانش اعمال می‌کند و شکل و موقعیت مداری آن‌ها را به تدریج درطول زمان تغییر می‌دهد.

به باور شپرد، بهترین راه برای فهمیدن صحت فرضیه‌ی سیاره نهم، بهره‌گیری از اجرام فرانپتونی بسیار دور و مدارهایشان به‌عنوان «کاوشگرهای گرانشی منظومه شمسی بیرونی» است. این ایده برای براون جذاب بود و به همین دلیل، مطالعه‌ی شپرد و تروخیو در سال ۲۰۱۴ را نزد کنستانتین باتیگین، اخترشناس مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) برد. در حالی‌که براون بیشتر مشاهده‌گر مستقیم آسمان شب محسوب می‌شود، باتیگین نظریه‌پرداز است؛ یعنی می‌خواهد بفهمد چرا منظومه شمسی به این شکل است. او می‌گوید: «من لذت زیادی از حل معماهای رصدی می‌برم. برای من، هیجان در این است که محاسبات را انجام دهم و آن‌ها را با داده‌ها محک بزنم.»

براون و باتیگین روی شش جرم فرانپتونی تحقیق کردند و متوجه اتفاقی عجیب شدند. برخلاف هشت سیاره‌ی شناخته‌شده که مدارهای تقریباً دایره‌ای دارند و در صفحه‌ای مسطح به نام دایرةالبروج قرار گرفته‌اند، شش جرم مورد بحث ازجمله سدنا دارای مدارهای بیضوی هستند و حدود ۲۰ درجه نسبت به دایرةالبروج کج شده‌اند. علاوه بر این، همه‌ی آن‌ها در منطقه‌ای مشخص از فضا به خورشید نزدیک می‌شدند. اجرام فرانپتونی آن‌قدر دور هستند که تحت تأثیر گرانش نپتون قرار ندارند؛ اما چیزی به وضوح مدارهای آن‌ها را شکل داده است.

مدل‌های کامپیوتری براون و باتیگین نشان داد که تنها توضیح منطقی، وجود سیاره‌ای مخفی با جرم بین پنج تا ۱۰ برابر زمین است که از فاصله‌‌ی حیرت‌انگیز ۷۰۰ واحد نجومی (AU) به دور خورشید می‌چرخد. این سیاره که احتمالاً در دوران پرآشوب اولیه‌ی منظومه شمسی از مناطق گرم‌تر رانده شده، همچنان تحت تأثیر گرانش ستاره‌ی ما باقی مانده است. سیاره نهم با حرکت در تاریکی دوردست، نیروی گرانشی خود را بر مدار آن شش جرم فرانپتونی اعمال کرده و آن‌ها را به مسیرهای مداری عجیب و مشابه فرستاده است.

از زمان کشف سدنا در سال ۲۰۰۴، ایده‌ی وجود یک سیاره بزرگ و ناشناخته بارها مطرح شده است. اما مقاله‌ی سال ۲۰۱۶ براون و باتیگین که نتایج محاسبات آن‌ها را دربرمی‌گرفت، به نوعی اعلامیه‌ی قاطع کشف بود: ما اطمینان داریم که سیاره نهم آن بیرون است. حالا تنها چیزی که نیاز داریم این است که آن را پیدا کنیم.

یافتن سیاره نهم، کشفی بزرگ خواهد بود. چنین یافته‌ای گذشته از اینکه ممکن است تسلی‌بخش افرادی باشد که هنوز از تنزل جایگاه پلوتو ناراحت هستند، می‌تواند دانش ما درباره گذشته منظومه شمسی را تغییر دهد. به‌گفته‌ی شوامب، هر جرمی که در کمربند کویپر و فراتر از آن قرار دارد، «یادگاری از دوران شکل‌گیری سیاره‌ها» است. «آن‌ها داستان تاریخ پنهانی را که اساساً از منظومه شمسی پاک شده، برای ما بازگو می‌کنند.» آیا سیاره‌ها توانسته‌اند در آن فاصله از خورشید شکل بگیرند یا اینکه به آنجا مهاجرت کرده‌اند؟ بیشتر منظومه‌های سیاره‌ای در اطراف ستارگان دیگر دارای یک سیاره از نوع نپتون کوچک هستند. «عجیب است که ما یکی از آن‌ها نداریم.»

اگر سیاره نهم وجود داشته باشد، در مقایسه با زمین بسیار بزرگ است و جرمش به حدود هفت برابر آن می‌رسد؛ اما در فاصله‌ای چنان دور از ما قرار دارد که اغلب تلسکوپ‌ها قادر به تشخیص آن نیستند. به‌طور کلی، رصدخانه‌ها دو گزینه دارند: یا میدان دید وسیعی داشته باشند تا بتوانند بخش‌های بیشتری از آسمان را به‌طور هم‌زمان ببینند یا از آینه‌ای بزرگ برای جمع‌آوری نور بیشتر از یک ناحیه‌ی کوچک‌تر استفاده کنند تا اجرام کم‌نور و دوردست را مشاهده کنند. از آنجایی که فضا بسیار وسیع است، تلاش برای بزرگنمایی روی یک بخش بسیار کوچک از آن به امید یافتن یک جرم خاص، به احتمال بسیار زیاد بی‌فایده خواهد بود.

بسیاری از اخترشناسان، نه فقط براون، باتیگین، شپارد و تروخیو تلاش کرده‌اند تا سیاره نهم را پیدا کنند. درنتیجه‌ی این تلاش‌ها، تعداد بیشتری از اجرام فرانپتونی بسیار دوردست کشف شده‌اند؛ از جمله «گابلین» (که حوالی هالووین ۲۰۱۵ کشف شد) و «فارآوت» و «فارفارآوت» که همگی به‌عنوان کاوشگرهای گرانشی برای جستجوگران سیاره نهم عمل می‌کنند. اما تا به امروز، خود سیاره نهم از نظرها پنهان مانده است.

البته ناکامی پژوهشگران در شناسایی سیاره نهم، ممکن است به دلیل نامحسوس‌بودن شدید این جسم بسیار دوردست نباشد؛ زیرا برخی احتمال می‌دهند که سیاره نهم اصلاً وجود ندارد. در دهه‌ی گذشته، فرضیه‌های مختلفی برای توضیح مدارهای غیرعادی سدنا و دیگر اجرام مشابه آن مطرح شده‌اند.

یک احتمال این است که سیاره نهم وجود دارد، اما آن چیزی نیست که انتظارش را داریم؛ بلکه جرم آن بسیار کم‌تر، در حد مریخ است و در مرزهای بیرونی منظومه شمسی در مکانی متفاوت قرار دارد. در سال ۲۰۱۷، کاترین وُلک، پژوهشگر دینامیک مداری از دانشگاه آریزونا، معتقد بود که مدارهای برخی اجرام فرانپتونی نشان‌دهنده‌ی وجود یک دنیای شبیه مریخ در کمربند کویپر است. اما مشاهدات بعدی فرضیه‌ی ولک را تضعیف کردند و هرچند این ایده همچنان در کنفرانس‌های نجوم مطرح می‌شود، ولک اکنون نسبت به آن تردید دارد: «مانند نسخه‌ی متداول‌تر سیاره نهم، احتمالاً هر دو فرضیه اشتباه هستند. فکر نمی‌کنم هیچ‌یک از پیش‌بینی‌های موجود درست باشند.»

در سال ۲۰۲۰، دانشمندان فرضیه‌ی یک حلقه‌ی یخی از بقایای اولیه را مطرح کردند که اگر جرم کافی داشته باشد، می‌تواند مدارهای برخی اجرام فراتر از نپتون را تغییر دهد. براون اشاره می‌کند که ما حلقه‌های یخی شیب‌دار را در اطراف دیگر ستاره‌ها می‌بینیم؛ اما این حلقه‌ها معمولاً تحت تأثیر گرانش سیاره‌ی پرجرمی دیگر در جای خود نگه داشته می‌شوند. درنتیجه، این توضیح پیچیده‌تر از وجود یک سیاره نهم است.

برخی دیگر پیشنهاد کرده‌اند که شاید ستاره‌ای گذری یا سیاره‌ای سرگردان که از کنار منظومه شمسی عبور کرده، مدت‌ها پیش سدنا و همراهانش را در مدارهای عجیبشان قرار داده است. در سال ۲۰۱۹، برخی حتی احتمال دادند که سیاه‌چاله‌ای بسیار کوچک عامل اصلی باشد. وقتی رابین جورج اندورز، روزنامه‌نگار ساینتیفیک آمریکن، این ایده را برای براون مطرح کرد، او در واکنش لبخند زد و برای لحظه‌ای ناپدید شد. سپس به همراه کره‌ای به اندازه‌ی توپ والیبال، برگشت و گفت: «این یک سیاه‌چاله با جرم هفت برابر زمین است. یکی از دانشجویانم آن را با چاپ سه‌بعدی برایم ساخته است.» براون افزود:

آنچه می‌دانیم این است که جرمی به اندازه‌ی هفت برابر زمین آن بیرون وجود دارد. اما اینکه دقیقاً چیست، نمی‌دانیم. می‌تواند سیاره باشد، می‌تواند سیاه‌چاله باشد، می‌تواند گربه یا بوریتو باشد! همه این‌ها امکان‌پذیر و البته بعضی منطقی‌تر از بقیه هستند.

براون سیاه‌چاله‌ی کوچک خود را زمین گذاشت و ادامه داد: «وجود یک سیاره توضیحی کاملاً معمولی است.» او اشاره کرد که سیاره‌هایی با این ویژگی‌ها را در مدارهای دوردست اطراف دیگر ستاره‌ها زیاد می‌بینیم.

تروخیو هنگام بررسی توضیحات جایگزین، محتاط‌تر است. او می‌گوید بله، ممکن است این نظریه‌ها درست باشند و باید آن‌ها را بررسی کرد. او می‌گوید: «ما هنوز واقعاً نمی‌دانیم که سدنا و سایر اجرام فرانپتونی بسیار دوردست چگونه از آنجا سر درآورده‌اند»؛ اما واقعیت این است که «یک سیاره‌ی بزرگ کشف‌نشده همچنان احتمالی واقعی محسوب می‌شود.»

باتیگین نیز هرچند به اندازه‌ی براون سرسخت نیست، همچنان به سیاره نهم خوش‌بین است. او می‌گوید: «در اخترفیزیک، اکثر نظریه‌ها غلط هستند.» اما آنچه در هشت سال گذشته او را شگفت‌زده کرده این است که هنوز هیچ جایگزین قانع‌کننده‌ای برای فرضیه‌ی سیاره نهم مطرح نشده است.

احتمالاً بزرگ‌ترین چالش پیش‌رو در داستان سیاره نهم این است که مدارهای سدنا و دیگر اجرام ممکن است اصلاً غیرعادی نباشند. اخترشناسان نمی‌توانند همه‌ی نقاط آسمان را به‌وضوح مشاهده کنند. اگر یک رصدخانه در زمستان دچار بدی آب‌وهوا شود، داده‌های آن قسمت از آسمان ناقص خواهند بود. همچنین، ENTO-ها بخش زیادی از مدارهای بسیار طولانی خود را در فاصله‌ای دور از زمین سپری می‌کنند و فقط زمانی که به نزدیک‌ترین فاصله از خورشید می‌رسند، در نور آن می‌درخشند و دیده می‌شوند.

مسئله‌ی دیگر کهکشان راه شیری است. منظومه شمسی ما روی یکی از بازوهای مارپیچی کهکشان قرار دارد و وقتی به سمت داخل کهکشان نگاه می‌کنیم، چیزی جز نور ستاره‌ها نمی‌بینیم. این منظره زیبا است، اما برای اخترشناسان دردسر ایجاد می‌کند. سامانتا لاولر، اخترشناس دانشگاه رجاینا در کانادا می‌گوید در موقعیت کنونی ما در راه شیری، یافتن اجرام فرانپتونی بسیار دور راحت نیست. «شما به دنبال یک نقطه‌ی کوچک و محو متحرک هستید و وقتی پس‌زمینه مملو از ستاره است، پیداکردن آن سخت‌تر می‌شود.»

وضعیت را این‌گونه تصور کنید: در تاریکی هستید و یک چراغ‌قوه دارید. آن را روی بخشی از زمین مقابل خود می‌تابانید و در همان نقطه، چند تیله می‌بینید که معادل سدنا و همراهانش هستند. با همین اطلاعات، ممکن است فکر کنید باید دلیل خاصی وجود داشته باشد که این تیله‌ها دقیقاً در آن نقطه جمع شده‌اند. اما ممکن است در سراسر زمین تیله‌های زیادی پخش شده باشند و اگر می‌توانستید همه‌ی آن‌ها را ببینید، متوجه می‌شدید که این گروه از تیله‌ها اصلاً یک خوشه نیستند. درعوض، آن‌ها فقط گروهی تصادفی از تیله‌ها روی زمینی هستند که پوشیده از تیله‌های پراکنده و نامنظم است. مشکل اینجا است که در حال حاضر، چراغ‌قوه‌ی شما آن‌قدر پرنور یا گسترده نیست که بتواند بقیه‌ی تیله‌ها را نشان دهد.

چنین برداشت نادرستی، ناشی از پدیده‌ای به نام «سوگیری مشاهده‌ای» است. سامانتا لاولر و همکارانش برای بررسی اینکه آیا فرضیه سیاره نهم دچار چنین سوگیری‌ای شده است یا نه، به سراغ انجام برنامه‌ای رصدی به نام «پیمایش منشأ منظومه شمسی بیرونی» (OSSOS) رفتند. بین سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۷، آسس با استفاده از تلسکوپ هاوایی–فرانسه–کانادا (CFHT) هشت بخش از آسمان شب را بررسی کرد و در نهایت بیش از ۸۰۰ جرم جدید در کمربند کویپر شناسایی شد. از میان آن‌ها، هشت جرم میانگین فاصله‌ای بیش از ۱۵۰ واحد نجومی از خورشید داشتند و در دسته‌ی اجرام فرانپتونی بسیار دور (ETNOs) قرار می‌گرفتند؛ یعنی همان اجرامی که می‌توانند به‌عنوان کاوشگرهای گرانشی برای سیاره نهم مورد استفاده قرار گیرند. اما نکته‌ی مهم این است که مدارهای آن‌ها اصلاً خوشه‌ای نیست.

اگر یک سیاره غول‌پیکر و پنهان، آن هشت جرم را تحت تأثیر خود قرار داده باشد، مدارهایشان باید همان نوع خوشه‌بندی را نشان دهد که برای توجیه وجود سیاره نهم به کار می‌رود. اما این‌طور نیست. داده‌های آسس نمی‌توانند وجود سیاره نهم را کاملاً رد کنند؛ اما نشان می‌دهند که آنچه به‌نظر می‌آید مدارهای خوشه‌بندی‌شده‌ی تحت تأثیر یک دنیای نامرئی است، احتمالاً چیزی جز توهم نیست. در سال ۲۰۲۰، نویسندگان مطالعه‌ای دیگر که با استفاده از ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) انجام شد، به همین نتیجه‌ی کلی رسیدند. براساس استدلال لاولر، وقتی هنوز مطمئن نیستیم که اصلا چیزی به نام سیاره نهم وجود دارد، چرا باید به دنبال توضیحی پیچیده‌تر برای آن باشیم؟

نکته‌ی اساسی مسئله این است که ما با داده‌های آماری محدود سروکار داریم: تعداد اجرام فرانپتونی بسیار دور شناخته‌شده برای تأیید قطعی هر فرضیه‌ای بسیار کم است. پدرو برناردینلی، اخترشناس مؤسسه تحقیقاتی فشرده‌سازی داده‌ها در اخترفیزیک و کیهان‌شناسی دانشگاه واشنگتن، می‌گوید: «دیدگاه شک‌گرایانه‌ی کنونی این است که ما به اندازه‌ی کافی داده نداریم که بتوانیم در این مورد قضاوت کنیم.» او می‌افزاید: «من تا حد زیادی قانع شده‌ام که احتمالاً چنین سیاره‌ای وجود ندارد. اما همچنین فکر می‌کنم که نادیده‌گرفتن جست‌وجوی آن هم احمقانه است.»

خوشبختانه، جست‌وجوی سیاره نهم به‌زودی بسیار آسان‌تر خواهد شد.

در ماه مه ۲۰۲۴، یک دوربین تقریباً سه‌هزار کیلوگرمی به اندازه‌ی یک خودرو از محل ساخت خود در کالیفرنیا به قله‌ای در شیلی منتقل شد. این دوربین ۳۲۰۰ مگاپیکسلی که بزرگ‌ترین دوربین جهان محسوب می‌شود، پس از پروازی ۱۰ ساعته و چندین روز رانندگی پرپیچ‌وخم و پر از دست‌انداز تا ارتفاع ۲۶۵۰ متری در رشته‌کوه سرو پاچون، بدون کوچک‌ترین خراشی به مقصد رسید. این دوربین ۱۶۸ میلیون دلاری مانند جواهری گران‌بها در تاج پادشاه، به‌تازگی در رصدخانه ورا سی. روبین نصب شد.

انتظار می‌رود که ورا سی. روبین در اوایل تابستان ۲۰۲۵ نخستین نور خود را دریافت کند. روبین به‌لطف میدان دید وسیع خود، هر شب از کل آسمان شب مشاهده‌پذیر از نیم‌کره‌ی جنوبی، تصویربرداری می‌کند و آینه‌های غول‌پیکر آن، نور ستارگان بسیار دوردست را جمع‌آوری خواهند کرد؛ بدین معنی که تقریباً هر چیزی که در آسمان می‌درخشد یا حرکت می‌کند، به تصویر کشیده خواهد شد.

چشم‌انداز موجود از کمربند کویپر که جمعیت و ساختار آن هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است، به لطف روبین بسیار واضح‌تر خواهد شد. پس از نزدیک به چهار دهه جست‌وجو، اخترشناسان تاکنون حدود چهارهزار جرم را در آن ناحیه یافته‌اند. ماریو یوریچ، اخترشناس دانشگاه واشینگتن، می‌گوید: «با روبین، این تعداد باید به حدود ۴۰هزار برسد.» مایک براون در واکنش به این پیش‌بینی، لبخند می‌زند و می‌گوید: «آه، چه کسی به آن‌ها اهمیت می‌دهد؟» در نهایت، او به سیاره‌ی نهم چشم دوخته است و می‌گوید روبین احتمالاً آن را پیدا خواهد کرد.

اما چگونه؟ اخترشناسان برای دستیابی به اهداف علمی گسترده‌ی روبین، در حال تدوین راهبردی برای بررسی خودکار آسمان شب هستند. برخلاف سایر تلسکوپ‌ها، دانشمندان نمی‌توانند صرفاً برای زمان مشاهده‌ی اختصاصی روی روبین درخواست بدهند. در عوض، الگوریتم‌ها تصاویر شبانه‌ی روبین را پردازش و کاتالوگ‌هایی ایجاد خواهند کرد که برای جامعه‌ی علمی منتشر خواهند شد.

در زمینه‌ی مطالعه‌ی منظومه‌ی شمسی، اخترشناسان فهرستی از اجرام متحرک، چه شناخته‌شده و چه قبلاً ناشناخته را که پارامترهای مداری آن‌ها براساس مشاهدات کنونی روبین تنظیم شده است، رصد خواهند کرد. پژوهشگرانی که به دنبال سیاره‌ی نهم هستند، می‌توانند از اجرام تازه کشف‌شده‌ی فرانپتونی استفاده کنند تا ببینند آیا شواهد برای این سیاره‌ی فرضی تقویت یا تضعیف می‌شود.

به‌گفته‌ی براون، وقتی تعداد زیادی اجرام فرانپتونی بسیار دوردست کشف شوند، مشخص خواهد شد که آیا مدارهای خوشه‌ای که انتظار می‌رود توسط سیاره‌ای پنهان ایجاد شده باشند (مانند مدارهای سدنا و همراهانش) واقعاً وجود دارند یا نه. از آنجایی که روبین کل آسمان جنوبی را پوشش می‌دهد، هرگونه سوگیری رصدی نیز به‌سرعت حذف خواهد شد. براون می‌گوید: «اگر خوشه‌بندی آنجا باشد، سیاره‌ی نهم نیز آنجا است.»

ممکن است در میان اجرام متحرکی که روبین شناسایی می‌کند، خود سیاره نهم نیز باشد. اگر به اورانوس یا نپتون شبیه باشد، یعنی کره‌ای پوشیده از هیدروژن با یخ فراوان، نور فراوانی را بازتاب می‌دهد و بدین ترتیب شناسایی آن آسان‌تر می‌شود. حتی در بهترین حالت، احتمالاً فقط به‌عنوان نقطه‌ای از نور در تصویر روبین دیده خواهد شد. در حالت بدبینانه، باتیگین می‌گوید سیاره نهم سنگی برهنه و دنیایی فوق‌العاده تاریک و تقریباً غیرقابل مشاهده است. «بی‌تردید، این وضعیت بسیار ناامیدکننده خواهد بود. اما ممکن است واقعیت همین باشد. ما هرآنچه را که به‌دست بیاوریم، می‌پذیریم و ناراحت نمی‌شویم. هرچند بعضی از ما ناراحت خواهیم شد.»

به‌گفته‌ی برناردینلی، اگر سیاره نهم در مقابل کهکشان راه شیری درحال حرکت باشد، «سناریویی کابوس‌وار» خواهیم داشت. در این صورت «پیداکردن آن بسیار دشوار خواهد بود.» یوریچ اشاره می‌کند که نرم‌افزار روبین تمام تلاش خود را خواهد کرد تا شعله‌های درخشان نور ستارگان را از تصویر حذف کند و هر آنچه را که پنهان شده، نمایان سازد. اما آیا این کار شدنی خواهد بود؟ یوریچ این‌طور فکر می‌کند، اما می‌گوید «تا وقتی امتحان نکنید، نمی‌دانید.»

فارغ از بدترین سناریوها، اخترشناسان انتظار دارند که مأموریت یافتن سیاره نهم در چند سال آینده به پایان برسد. در یک سال، زمین (و روبین) یک بار به دور خورشید خواهد چرخید. تنها وضعیت بد آب‌وهوا می‌تواند مانع از دیدن آسمان شود؛ یک ماه زمستانی بد ممکن است یک ماه پوشش کامل آسمان را از بین ببرد، اما تلسکوپ باید بتواند محدوده‌ی ازدست‌رفته را در سال بعدی ثبت کند.

یوریچ می‌گوید: «هر سال که [سیاره نهم] را پیدا نکنیم، احتمال واقعی‌بودن آن به‌طرز چشمگیر کاهش می‌یابد» و بعد از چند سال، وجود (یا نبود) سیاره نهم برای بیشتر اخترشناسان انکارناشدنی خواهد بود. به‌باور شوامب، روبین «ایده‌آل‌ترین جستجوگر سیاره» است. او می‌گوید «فکر نمی‌کنم هیچ تلسکوپ دیگری در دنیا باشد که بتواند این کار را انجام دهد.»

اما براون و باتیگین هرگز تا این حد مطمئن نبوده‌اند. آن‌ها در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۴، مدارهای ۱۷ جرم فرانپتونی را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار دادند که هرکدام ویژگی عجیبی داشتند: نزدیک‌ترین فاصله‌ی آن‌ها به خورشید می‌تواند تا حد مشتری کاهش یابد. اجرامی که مدار نپتون را این‌گونه قطع می‌کنند، باید از منظومه شمسی بیرون رانده شوند، پس چگونه این اجرام با این مدارها می‌توانند امروزه وجود داشته باشند؟ دانشمندان حدس می‌زنند که جرمی پنهان که در مرز منظومه شمسی پرسه می‌زند، با جذب آن اجرام و قراردادنشان در مدارهای بسیار کشیده، آن‌ها را به خورشید بسیار نزدیک می‌کند. اگر چنین جرمی درکار نبود، مدار آن اجرام تا این حد کشیده نمی‌شد.

براون و باتیگین در مطالعه‌ی خود از بازسازی‌های مجازی منظومه شمسی استفاده و تلاش کردند تا دریابند که چه نوع اجرامی توانایی گرانشی برای شکل‌دادن به این مدارها را دارند؛ از جمله ستارگان گذری، خود کهکشان راه شیری و سیاره نهم. به‌گفته‌ی پژوهشگران، مدل‌هایی که در آن‌ها سیاره نهم را درنظر گرفته نشد، منطقی نیستند. باتیگین می‌گوید این نتیجه، «قوی‌ترین مدرک آماری تاکنون است که نشان می‌دهد سیاره نهم واقعاً آن بیرون است.»

اگر سیاره نهم واقعاً وجود داشته باشد، احتمال دارد که براون و باتیگین اولین کاشفان آن نباشند. به‌گفته‌ی یوریچ، روبین ممکن است آن را به‌طور خودکار شناسایی کند و سپس گروهی دیگر از اخترشناسان که داده‌ها را بررسی می‌کنند، وجود سیاره نهم را تأیید کنند. از طرف دیگر، نرم‌افزار روبین ممکن است آن را به‌طور خودکار شناسایی نکند؛ اما احتمال دارد یک اخترشناس با استفاده از نرم‌افزار خود برای مرور داده‌های تصویری یا با بررسی فهرستی از اجرام متحرکی که روبین با وجود شناسایی، به‌طور خودکار به‌عنوان نامزدهای سیاره نهم تعیین نکرده است، سیاره نهم را پیدا کند. باتیگین که همیشه نظریه‌پرداز است، باور دارد که کشف مهم‌ترین چیز است، صرف‌نظر از اینکه چه کسی آن را انجام می‌دهد. او می‌گوید: «فقط می‌خواهم جواب را بدانم.»

براون می‌گوید اگر سیاره نهم واقعی باشد، «اولین واکنش من ممکن است، تسکین خاطر باشد» او اعتراف می‌کند که اگر اولین کسی نباشد که به آن نگاه می‌کند، ناراحت و ناامید خواهد شد؛ زیرا دوست دارد خودش اول آن را کشف کند. اما اگر ثابت شود که همیشه حق با براون و همکارانش بوده و چالش رستگاری دخترش را برآورده کرده است، از اینکه تاریخ منظومه شمسی تا حدی به‌لطف پژوهش‌های او دوباره تغییر می‌کند، هیجان‌زده خواهد شد. براون می‌گوید:

احتمال خیلی خوبی وجود دارد که در چند سال آینده در حال مطالعه‌ی سیاره نهم باشیم. هر تلسکوپی، هم روی زمین و هم در فضا، ممکن است در حال جستجو برای کشف اسرار آن باشد. هر چه که باشد، بهترین سیاره در منظومه شمسی خواهد بود.