همسایگی ما در فضا مملو از هیدروژن است
یافتههای جدید نشان میدهد که فضای میان ستارهای محلی شامل ۴۰% هیدروژن بیشتر نسبت به مطالعات قدیمی است
کد خبر :
۹۱۳۹۵
بازدید :
۱۱۳۶۷
فرادید | تنها دو فضاپیمای وویجر تا کنون توانسته اند به آنجا روند و سفر مافوق صوت آنها بیش از ۳۰ سال به طول انجامیده است. به جایی فراتر از مدار پلوتو، در میان کمربند کوئیپر و چهار برابر دورتر از آن، جایی که تنها با یک مرز مغناطیسی مشخص شده است و قلمرو تحت سلطه خورشید به پایان میرسد، نزدیکترین ناحیه به فضای میان ستاره ای.
به گزارش فرادید؛ موادی که بین ستارهها هستند، به عنوان محیط میان ستارهای شناخته میشود و محتویات آن گذشتههای دور منظومه شمسی را در خود ثبت کرده و ممکن است از آینده آن به ما خبر دهد.
اندازه گیریهای فضاپیمای New Horizons ناسا تخمینهای ما از ویژگی اصلی محیط میان ستارهای را ارتقا میبخشد: این که غلظت این فضا چقدر است. یافتههای جدید نشان میدهد که فضای میان ستارهای محلی شامل ۴۰% هیدروژن بیشتر نسبت به مطالعات قدیمی است.
حرکت در میان غبار میان ستارهای همان طور که زمین به دور خورشید میگردد، منظومه شمسی ما نیز در کهکشان راه شیری با سرعت بیش از ۸۰ هزار کیلومتر بر ساعت حرکت میکند. در حالی که ما در بین غبار ذرات میان ستارهای سفر میکنیم، توسط یک حباب مغناطیسی به نام هلیوسفر که در اطراف خورشید قرار دارد محافظت میشویم.
بسیاری از گازهای بین ستارهای در اطراف این حباب جریان دارند، اما نه همه آنها. هلیوسفر ذرات بارداری را که توسط میدانهای مغناطیسی هدایت میشوند، دفع میکند. اما بیش از نصف گازهای میان ستارهای محلی خنثی هستند، به این معنا که تعداد الکترونها و پروتونهای آنها برابر است. همچنان که ما از میان آنها عبور میکنیم این گازهای خنثی به داخل نفوذ کرده و حجم بادهای خورشیدی را افزایش میدهند مثل زمانی که در میان مه غلیظی میدویید و لباس هایتان خیس میشود و این خیسی سرعت دویدنتان را کم میکند. بلافاصله پس از آن که اتمهای میان ستارهای وارد هلیوسفر میشوند، توسط نور خورشید شتاب گرفته و با ذرات بادهای خورشیدی برخورد میکنند و در این بین بسیاری از آنها الکترونهای خود را از دست داده و به یونهایی با بار مثبت تبدیل میشوند که به آنها پیکاپ بون گفته میشود. با اینکه این ذرات تغییر یافته اند، اما هنوز رازهایی از غبار میان ستارهای با خود دارند.
فضاپیمای New Horizons اکنون در میان کمربند کوئیپر، در لبه منظومه شمسی، در حرکت است و ابزار Solar Wind Around Pluto (SWAP) این فضاپیما میتواند این پیکاپ بونها را ردیابی کرده و آنها را با انرژی بسیار زیادشان از بادهای طبیعی خورشیدی متمایز کند. میزان پیکاپ یونهایی که New Horizons ردیابی میکند نشان دهندهی غلظت غباری است که ما در میان آن در حال حرکت هستیم. همان طور که لباسهای یک دونده در میان مه غلیظ تر، بیشتر خیس میشود، هرچه میزان پیکاپ یونهایی که New Horizons میبیند، بیشتر باشد، غبار میان ستارهای نیز باید غلیظتر باشد.
اندازه گیریهای متفاوت دانشمندان از اندازه گیریهای SWAP استفاده کردند تا چگالی هیدروژن را در termination shock به دست بیاورند. این محل جایی است که باد خورشیدی به محیط میان ستارهای رسیده و در نهایت از سرعت آن کاسته میشود. پس از ماهها بررسی و آزمایش، عددی که به دست آمد ۰.۲۷ ذره در سانتی متر مکعب بود.
این نتیجه تحقیقی را که در سال ۱۳۸۰ با استفاده از دادههای وویجر ۲ در فاصله حدود ۶.۵ میلیارد کیلومتری، درباره کاهش سرعت بادهای خورشیدی هنگام رسیدن به فضاپیما انجام شده است، تایید میکند. این کاهش سرعت، عمدتا به دلیل مداخله ذرات میان ستارهای است که با تراکم هیدروژن میان ستارهای مطابقت دارد، یعنی تقریبا برابر با ۱۲۰ اتم هیدروژن در ۹۴۶ سانتی متر مکعب، اما مطالعات جدید عدد دیگری را نشان میدهند.
دانشمندان با استفاده از دادههای ماموریت Ulysses ناسا، که در فاصله نزدیک تری نسبت به فاصله مشتری از خورشید انجام شده، پیکاپ یونها را اندازه گیری کرده و غلظتی تقریبا معادل ۸۵ اتم هیدروژن در ۹۴۶ سانتی متر مکعب از فضا را تخمین زدند. چند سال بعد، مطالعه متفاوتی متشکل از دادههای Ulysses و وویجر انجام شد که نتیجهای مشابه داشت. اما پس از کمی بررسی بیشتر، به نظر رسید که عدد جدید، عدد درست است. اندازه گیریهای نیوهورایزنز با مشاهدات مبتنی بر ستارههای دور سازگارتر است. از طرف دیگر، اندازه گیریهای Ulysses یک ضعف داشت: بسیار نزدیک به خورشید انجام شده بود، جایی که پیکاپ یونها خیلی نادر هستند و اندازه گیریها نامطمئن ترند.
در مورد نتایج ترکیبی Ulysses و وویجر محققان متوجه شدند که یکی از اعداد در محاسبات منسوخ شده و ۳۵% کمتر از مقدار توافق شدهی فعلی است. محاسبه مجدد با مقدار توافق شدهی فعلی یک مطابقت تقریبی با اندازه گیریهای New Horizons و مطالعات سال ۱۳۸۰ داشت. این تایید یافتههای قدیمی و فراموش شده بسیار جالب توجه است.
یکی از نویسندگان مطالعه سال ۱۳۸۰ میگوید:" ما گمان میکردیم روش سادهتر ما برای محاسبه کاهش سرعت بادهای خورشیدی توسط روشهای پیچیدهتر مغلوب شده است، اما این طور نبود. " یک قاعده جدید تغییر از ۸۵ اتم به ۱۲۰ اتم در ۹۴۶ سانتی متر مکعب از فضا به نظر زیاد نیست.
با این حال در یک شبیه ساز مبتنی بر علم هلیوفیزیک، تغییر یک عدد میتواند بر همه چیز تاثیر بگذارد. تخمینهای جدید میتواند به توصیف یکی از بزرگترین رازهای هلیوسفر در چندسال اخیر کمک کند. تنها کمی بعد از ماموریت Interstellar Boundary Explorer (IBEX) ناسا، دانشمندان متوجه یک نوار عجیب از ذرات پرانرژی از لبه جلویی هلیوسفر شدند؛ که آن را "ربان IBEX" نامیدند. این ساختار در لبه منظومه شمسی ما به اندازه ۱.۶ میلیارد کیلومتر عرض و ۱۶ میلیارد کیلومتر طول دارد و هیچ کس تا کنون از آن خبر نداشت.
اما همه مدلها نشان میدهند که نباید آن طور که هست روشن باشد. ۴۰ درصد تراکم میان ستارهای بیشتر مشاهده شده در این مطالعه بسیار مهم است. زیرا نه تنها نشان میدهد که خورشید در قسمت بسیار متراکمی از فضای میان ستارهای قراردارد بلکه ممکن است نشاندهندهی یک خطای قابل توجه در نتایج شبیه سازیها در مقایسه با مشاهدات واقعی IBEX باشد. با این حال نتیجه هر چه که باشد یک تصویر بهبودیافته از محله و همسایگی ستارهای ما ارائه میدهد.
منبع: nasa
۰