در لبۀ منظومه‌شمسی، فشار بالاتر است!

0
859

بیگ بنگ: فشار در مرزهای منظومه‌شمسی ما خیلی بالاست. این فشار، نیروی پلاسما، میدان‌های مغناطیسی و ذراتی مثل یون‌ها، پرتوهای کیهانی و الکترون‌ها؛ هنگام ِ برخورد با هم، یکدیگر را تحت تاثیر قرار میدهند. بتازگی محققان توانستند این فشار را برای نخستین‌بار اندازه‌گیری کنند. گویا مقدار این فشار بیشتر از آن چیزی است که دانشمندان تصور می‌کردند.

Layers of the Heliosphere
در این تصویر هنری، لایه‌های هلیوسفر قابل مشاهده است.

به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان با مشاهده پرتوهای کیهانی(نوعی ذرات پرانرژی) به کمک فضاپیمای ویجر ناسا توانستند فشار کل را از ذرات موجود در منطقه بیرونی منظومه‌شمسی که به «heliosheath» یا «پوشش خورشیدی» معروف است، محاسبه نمایند. این منطقه با فاصلۀ تقریبا ۱۴ میلیارد کیلومتر از زمین، دشواری‌های زیادی را برای مطالعه فراهم می‌کند. اما مکان‌یابی منحصربفرد فضاپیمای ویجر و زمان‌بندی مناسب یک رویداد خورشیدی عواملی بودند که اندازه‌گیری این منطقه را مقدور ساختند. نتایج بدست آمده به دانشمندان کمک می‌کند تا چگونگی برهمکنش ذرات خورشیدی با محیط پیرامونش را درک کنیم.

«جیمی رانکین» نویسنده اصلی مقاله و اخترشناس دانشگاه پرینستون در نیوجرسی گفت: «ما با کنار هم گذاشتن نتایج ِ حاصل از مطالعات قبلی متوجه شدیم که ارزش یافته ما بیشتر از آن چیزی است که تصور می‌کردیم.» فشار هوا در زمین به واسطۀ آن دسته از مولکول‌های هوا ساخته می‌شود که جاذبه آنها را می کِشد. در فضا، نیز فشاری وجود دارد که ذراتی مثل یون‌ها و الکترون‌ها ایجاد می‌کنند.

خورشید بر سرعت این ذرات افزوده و سرعت‌شان را افزایش می دهد و دمایشان را بالا می‌برد، حباب غول‌پیکری به نام «هلیوسفر» ایجاد می‌کند که میلیون‌ها کیلومتر گستردگی داشته و تا پلوتو امتداد پیدا می‌کند. در لبۀ این منطقه (جایی که فشار ذرات از ستاره‌های دیگر و فضای میان ستاره‌ای بر تاثیر خورشید غلبه می‌کند)، تاثیر مغناطیسی خورشید پایان می‌پذیرد. البته تاثیر گرانشی آن خیلی بیشتر گسترش می یابد.

دانشمندان به منظور اندازه‌گیری فشار در منطقۀ “پوشش خورشیدی” از فضاپیمای ویجر استفاده کردند که بطور پیوسته از سال ۱۹۷۷ میلادی به سمت ِ بیرون از منظومه‌شمسی مشغول حرکت و کاوش بوده است. ویجر ۱ در زمان مشاهدات، بیرون از هلیوسفر و در فضای میان ستاره‌ای به سر می‌برد، اما ویجر ۲ در منطقۀ پوشش خورشیدی در حرکت بود.

Illustration of Voyager Spacecraft and GMIRفضاپیمای ویجر، یکبار در محیط “پوشش خورشیدی” و دیگری در آنسوی فضای میان ستاره‌ای توانست در هنگام وقوع یک رویداد خورشیدی به نام «برهمکنش ادغام شده» به اندازه‌گیری فشار بپردازد. این اندازه‌گیری‌ها به دانشمندان فرصت داد تا فشار کلی را در منطقۀ پوشش خورشیدی و حتی سرعت صوت را در منطقه مورد نظر محاسبه کنند.

رانکین در ادامه افزود: «این رویداد با زمان‌بندی منحصربفردی اتفاق افتاد، زیرا ما آن را دقیقا پس از اینکه ویجر ۱ به درون فضای میان ستاره‌ای محلی راه یافت، رویت کردیم. اگرچه این اولین رویدادی است که ویجر ۱ آن را رصد می‌کند، اما ما با کاوش‌های بیشتر میتوانیم ببینیم شرایط در فضای میان ستاره‌ای و منطقۀ “پوشش خورشیدی”، چگونه در طول زمان دستخوش تغییر قرار می‌گیرد.»

خورشید بطور متناوب شراره‌هایی تولید کرده و انفجارهای عظیمی از ذرات را به بیرون آزاد می‌کند؛ درست مثل انفجارهایی که در فوران تاج خورشیدی شاهدش هستیم. برخی از این رویدادها به فضا راه پیدا کرده و با موج عظیمی ادغام می‌شوند؛ نتیجه این کار، ایجاد موجی از پلاسما است که تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار میگیرد. وقتی یک نمونه از این امواج در سال ۲۰۱۲ به منطقۀ “پوشش خورشیدی” رسید، کاوشگر ویجر ۱ موفق به رصد آن شد. این موج باعث شد تعداد پرتوهای کیهانی به طور موقت کاهش پیدا کند. چهار ماه بعد، دانشمندان کاهش مشابهی را در فضاپیمای ویجر ۱ ثبت کردند؛ این بار در مرز منظومه‌شمسی در فضای میان ستاره‌ای.

دانستن فاصله میان فضاپیما به دانشمندان این فرصت را داد تا فشار و سرعت را در پوشش خورشیدی محاسبه کنند. در این ناحیه، صوت با سرعت تقریبا ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند؛ یعنی هزار برابر سریع‌تر از سرعت حرکت آن در هوا. دانشمندان اعلام کردند که تغییر پرتوهای کیهانی در هر دو فضاپیما یکسان نبود. در ویجر ۲ درون پوشش خورشیدی، تعداد پرتوهای کیهانی در تمامی جهات پیرامون فضاپیما کاهش یافت. اما در ویجر ۱، بیرون از منظومه‌شمسی، فقط پرتوهای کیهانی کاهش پیدا کردند که بصورت عمود با میدان مغناطیسی در آن ناحیه حرکت می‌کردند. این عدم تقارن نشان میدهد که وقتی امواج در مرز منظومه‌شمسی انتقال می یابند، اتفاقی رخ می دهد.

رانکین در پایان بیان نمود: «ما هنوز در تلاشیم تا بدانیم چرا تغییر در پرتوهای کیهانی در درون و بیرون منطقه “پوشش خورشیدی” متفاوت است. مطالعۀ فشار و سرعت صوت در این ناحیه در مرز منظومه‌شمسی میتواند به دانشمندان کمک کند تا چگونگی تاثیر خورشید بر فضای میان ستاره‌ای را بهتر درک کنند. این کار نه تنها اطلاعاتی دربارۀ منظومه‌شمسی خودمان، بلکه اطلاعاتی هم دربارۀ ویژگی‌های دینامیکی پیرامون سایر ستاره‌ها و سامانه‌های سیاره‌ای در اختیارمان میگذارد.»

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com

مطالبی از سرتاسر وب

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.