بیگ بنگ: دانشمندان از مدت‌ها پیش روی این ایده تاکید داشته‌اند که هلیوسفر (حباب عظیمِ ذرات باردار که خورشید در اطراف خود دارد) از لبه گِردی بهره می‌برد. اما شکل واقعی هلیوسفر خیلی عجیب‌تر از تصورات پیشین است و پیچیدگی قابل ملاحظه‌ای دارد.

به گزارش بیگ بنگ، محققان آن را به کیک صبحانه‌ای تشبیه کرده‌اند که شکل مناسبی ندارد. ترسیم هلیوسفر کار چندان آسانی نیست، زیرا نزدیک‌ترین لبه‌ی آن 16 میلیارد کیلومتر با زمین فاصله دارد. فقط دو فضاپیمای ویجر 1 و ویجر 2 موفق شده‌اند بطور مستقیم از این مرز نمونه‌برداری کنند. اما این داده‌ها کافی نیست و برای درکی بهتر از آن نیاز به داده‌های بیشتری داریم.

بنابراین، دانشمندان به ابزارهای دیگری متوسل شده‌اند. برای نمونه، آنها اندازه‌گیری مربوط به پرتوهای کیهانی – کهکشانی (ذرات باردار فوق‌العاده پرانرژی) را مورد مطالعه قرار داده‌اند. همچنین محققان موفق شدند اتم‌های خنثی پرانرژی را با دقت قابل ملاحظه‌ای ردیابی کنند که پس از برهم‌کنش با فضای میان‌ستاره‌ای به سوی خورشید روانه می‌شوند. منظور از فضای میان‌ستاره‌ای، دریای عظیم کیهانی است که در آن سویِ هلیوسفر قرار دارد. این ردیابی با بهره‌گیری از چند فضاپیما انجام شده که از جمله آنها می‌توان به کاوشگر مرز میان‌ستاره‌ای ناسا و کاوشگر کاسینی اشاره نمود. دانشمندان این اطلاعات را در مدل‌های رایانه‌ای به کار می‌گیرند تا شکل هلیوسفر ترسیم گردد.

دانشمندان در مطالعۀ خود با نگاهی تازه‌ این داده‌ها را بررسی کرده و یون‌های اندازه‌گیری شده توسط کاوشگر افق‌های نو ناسا را در معادلات افزودند. این کاوشگر در حال حاضر 6.9 میلیارد کیلومتر با زمین فاصله دارد. یون‌هایی که در این مسیر اندازه گرفته می‌شوند، توسط بادهای خورشیدی حمل می‌شوند. این بادها حاوی ذرات بارداری هستند که به طور مداوم از خورشید به بیرون راه می‌یابند. فضای میان‌ستاره‌ای این جریان را مسدود می‌کند تا مرز هلیوسفر را تشکیل دهد. این یون‌های سرِ راهی بسیار داغ‌تر از ذراتی هستند که بخش اعظمِ بادهای خورشیدی را پدید می‌آورند. به باور محققان، نباید از نقش این بادها در شکل عجیب هلیوسفر چشم‌پوشی کرد.

“مراو اوفر”، نویسنده اصلی و استاد اخترشناسی در دانشگاه بوستون خاطرنشان کرد: «دو سیال وجود دارد که با هم ترکیب شده‌اند. یک جزء قدمت بالایی دارد و یک جز دمای بالایی دارد؛ یعنی یون‌های سرِراهی. اگر سیال سرد و سیال گرم در کار باشد و آنها را در فضا قرار دهیم، امکان ترکیب‌شان وجود ندارد. آنها عمدتاً به صورت جداگانه تکامل پیدا خواهند کرد. ما سعی کردیم این دو جزء بادهای خورشیدی را جدا نموده و شکل سه بُعدی هلیوسفر را مدل‌سازی کنیم. هلیوسفر جلویِ بسیاری از پرتوهای کیهانی را می‌گیرد.»

بر اساس اعلام دانشمندان، هلیوسفر شبیه کیک صبحانه است؛ یک برآمدگی مرکزی انحنادار با دو جت که از آن دور می‌شوند. “اوفر” اظهار داشت: «چون یون‌ها بر ترمودینامیک غالب‌ هستند، همه چیز کروی است. اما چون خیلی زود سامانه را ترک می‌کنند، کل هلیوسفر تغییر شکل پیدا می‌کند.»

تکانۀ نهایی به ناحیه مرز هلیوسفر اطلاق می‌شود که ذرات بادهای خورشیدی در آن به فضای میان‌ستاره‌ای راه می‌یابند و سرعت‌شان کمتر از سرعت صوت است. کسب درکی بهتر از شکل هلیوسفر می‌تواند چند کاربرد داشته باشد. برای مثال، این حباب جلوی 75 درصد از پرتوهای کیهانی را می‌گیرد؛ پرتوهایی که به فضاپیما و DNA فضانوردان آسیب می‌زنند. دانستنِ اینکه کدام نواحیِ فضا محافظت شده‌اند، می‌تواند برنامه‌ریزی ماموریت‌های فضایی را آسان کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com