بزرگنمايي:

ایران پرسمان - در لبۀ منظومه‌شمسی، فشار بالاتر است!
٢٠
٠
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
در این تصویر هنری، لایه‌های هلیوسفر قابل مشاهده است.
به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان با مشاهده پرتوهای کیهانی کهکشانی(نوعی ذره 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 14 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 خورشید 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، بالن غول‌پیکری به نام «هلیوسفر» ایجاد می‌کنند که میلیون‌ها کیومتر 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 پوشش خورشیدی از فضاپیمای ویجر استفاده کردند که بطور پیوسته از سال 1977 میلادی در بیرون از منظومه‌شمسی مشغول حرکت و کاوش بوده است. ویجر 1 در زمان مشاهدات، بیرون از هلیوسفر و در فضای میان ستاره‌ای به سر می‌برده است، اما ویجر 2 در منطقۀ پوشش خورشیدی باقی مانده 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 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 1 به درون فضای میان ستاره‌ای محلی راه یافت، رویت کردیم. اگرچه این اولین رویدادی است که ویجر 1 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 2012 به پوشش خورشیدی رسید، ویجر یک موفق به رصد آن شد. این موج باعث شد تعداد پرتوهای کیهانی کهکشانی به طور موقت کاهش پیدا کند. چهار ماه بعد، دانشمندان کاهش مشابهی را در فضاپیمای ویجر 1 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 300 کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند؛ یعنی هزار برابر سریع‌تر از سرعت حرکت آن در هوا. دانشمندان اعلام کردند که تغییر پرتوهای کیهانی کهکشانی در هر دو فضاپیما یکسان نبود. در ویجر 2 درون پوشش خورشیدی، تعداد پرتوهای کیهانی در تمامی جهات پیرامون فضاپیما کاهش یافت. اما در ویجر 1، بیرون از منظومه‌شمسی، فقط پرتوهای کیهانی کهکشانی کاهش پیدا کردند که بصورت عمود با میدان مغناطیسی در آن ناحیه حرکت می‌کردند. این عدم تقارن نشان میدهد که وقتی امواج در مرز منظومه شمسی انتقال می یابند، اتفاقی می افتد.
رانکین در پایان بیان نمود: «ما هنوز در تلاشیم تا بدانیم چرا تغییر در پرتوهای کیهانی در درون و بیرون پوشش خورشیدی متفاوت است. مطالعه فشار و سرعت صوت در این ناحیه در مرز منظومه‌شمسی میتواند به ما دانشمندان کمک کند تا چگونگی تاثیر خورشید بر فضای میان ستاره‌ای را بهتر درک کنیم. این کار نه تنها اطلاعاتی درباره منظومه شمسی خودمان، بلکه اطلاعاتی هم درباره ویژگی‌های دینامیکی پیرامون سایر ستاره‌ها و سامانه‌های سیاره‌ای در اختیارمان میگذارد.»