مرز منظومه شمسی کجا است؟

0 18

تعریف واضح انسان‌ها از مرزها، کارها را ساده‌تر و امکان مقایسه‌ بهتر همه‌چیز و تغییراتشان را می‌دهد. با این‌ حال گاهی تمایل به مرزبندی می‌تواند مشکل‌ساز و باعث گمراهی و سردرگمی شود، به‌ویژه وقتی چیزی مبهم و ناواضح است؛ برای مثال منظومه‌ شمسی را در نظر بگیرید. احتمالا خورشید را در مرکز، سیاره‌ها را در مدار خورشید و همه‌چیز در محدوده‌ این مرز داخل منظومه‌ شمسی قرار می‌دهید؛ با این‌ حال، این تصور اشتباه است.

آن سوی نپتون توده‌های یخی موسوم به اجرام فرانپتونی (TNO) که از نظر گرانشی به خورشید وابسته‌اند و برخی از آن‌ها در منطقه‌ای موسوم به کمربند کویپر (Kuiper Belt) و برخی دیگر بسیار دورتر در هاله‌ای بیضی شکل موسوم به ابر اورت (Oort cloud) قرار گرفته‌اند.

تعیین مرزهای منظومه‌ شمسی وابسته به چگونگی تعریف این منظومه و فضای خارجی آن است. به کمک فضاپیمای وویجر ۱ (Voyager 1) پس از چندین ماه خاموشی که اکنون ارتباط خود با زمین را از سر گرفته، می‌توان محدوده‌ مرزی کیهانیمان را بهتر درک کنیم. این کاوشگر در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد و اکنون ۲۴ میلیارد کیلومتر از زمین (بیش از ۱۶۰ برابر دورتر از فاصله‌ بین زمین و خورشید) فاصله دارد.

مرز دقیق و شفافی برای لبه‌ منظومه شمسی وجود ندارد

سال ۲۰۲۳، وویجر ۱ دچار نقص سخت‌افزاری شد که مهندسان با مسیریابی نرم‌افزار قطعه‌ خراب مشکل را رفع کردند. حال این کاوشگر بهتر از قبل کار می‌کند و انتظار می‌رود که تا ظرف مدت چند ماه به وضعیت عملیاتی کامل بازگردد.

نقص اخیر وویجر ۱، یادآور اتفاقی است که در سال ۲۰۱۳ برای این کاوشگر رخ داد؛ در آن زمان ناسا اعلام کرد وویجر ۱ در آگوست ۲۰۱۲ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده و بالاخره موفق شده منظومه شمسی را ترک کند.

براساس تعریف دقیق و واقعی، وویجر ۱ در آن زمان هنوز در منظومه شمسی قرار داشت چرا که از اغلب TNO-های اعماق فضا به خورشید نزدیک‌تر بود. با این‌ حال، حق با ناسا بود وویجر ۱ همچنین در فضای میان‌ستاره‌ای قرار داشت، اما چگونه این اتفاق ممکن است؟ اینجا مسئله‌ مرز و پایان واقعی منظومه شمسی مطرح شد.

این سردرگمی حاصل دو روش متفاوت تعریف منظومه شمسی است؛ براساس تعریف اول تاثیر گرانشی خورشید بر اجرام مدار آن درنظر گرفته می‌شود، اما در تعریف دیگر تاثیر مغناطیسی تعیین‌کننده‌ مرز منظومه‌ شمسی است که توسط بادهای خورشیدی (Solar wind) تعریف می‌شود.

مرز دقیق و شفافی برای لبه‌ی منظومه شمسی وجود ندارد
مرز دقیق و شفافی برای لبه‌ منظومه شمسی وجود ندارد

بادهای خورشیدی (جریانی از ذرات باردار دارای انرژی (پلاسما) که از خورشید به فضا ساطع می‌شوند.) با سرعت بسیار بالا تقریبا ۲ میلیون کیلومتر بر ساعت از خورشید سرچشمه می‌گیرند و دربردارنده‌ الکترون‌ها، پروتون‌ها، نوترون‌ها و دیگر هسته‌های اتمی سنگین هستند. عامل شتاب‌گرفتن این بادها تا سرعت‌های بسیار بالا مشخص نیست. با این‌ که دانشمندان قدرت مغناطیسی خورشید را تاثیرگذار می‌دانند، هنوز به مکانیزم دقیق آن پی نبرده‌اند.

اگر فضا کاملا خالی بود، بادهای خورشیدی پس از گسترش در فضا به دلیل سرعت بالایشان در نهایت کهکشان راه شیری را ترک می‌کردند، اما فضای وسیع بین ستاره‌ها دارای ماده‌ بسیار رقیقی است که مقدار آن براساس موقعیت شما در فضا تغییر می‌کند؛ تراکم هوایی که تنفس می‌کنید ۱۰ کوینتیلیون برابر بیشتر از آن است.

منطقه‌ هلیوسفر

پس از آن‌ که بادهای خورشید این بخار کیهانی رقیق را شخم زدند، تکانه‌ خود را از دست داده و سرعتشان کاهش می‌یابد تا جایی که در نهایت متوقف می‌شوند؛ منطقه‌ توقف بادهای خورشیدی را اصطلاحا هلیوپاز (Heliopause) می‌گویند که مرز خارجی هلیوسفر (فضایی که توسط بادهای خورشیدی اشغال شده است.) را تعیین می‌کند.

منطقه‌ هلیوسفر
منطقه‌ هلیوسفر

این تغییر همان‌ چیزی است که وویجر ۱ در سال ۲۰۱۲ احساس کرد؛ اندازه‌گیری‌های متعدد نشان دادند فضای میان‌ستاره‌ای در بخشی از فضا که این فضاپیما از آن عبور می‌کرد غالب بود و در نتیجه منطقه‌ هلیوسفر (Heliosphere) را پشت سر گذاشته بود، اما در حالی‌ که وویجر ۱ هنوز داخل منظومه شمسی است بیشترین تاثیر را از کهکشان می‌گیرد تا خورشید.

به همین دلیل بسیاری از مقاله‌ها در اوایل ۲۰۱۳ به اشتباه تیتر زدند: «وویجر ۱ منظومه شمسی را ترک کرد.» ناسا با بازنگری داده‌ها متوجه شد که این فضاپیما در واقع وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده است، اما به‌ طور کلی تعیین موقعیت پایانی به علت سیال بودن مرزهای هلیوسفر کار دشواری است و نمی‌توان نقطه‌ دقیق پایان آن‌ها را تخمین زد.

مفهوم هلیوسفر را می‌توان با منطقه‌ پایان جو زمین و شروع فضا مقایسه کرد که در واقع تشابهاتی بین این دو وجود دارد؛ درست در نقطه‌ای که جو زمین به پایان می‌رسد و فضای خارجی شروع می‌شود یک مرز موسوم به خط کارمان تعریف می‌شود. در هر دو نمونه با نوعی جو سر و کار داریم که در منظومه‌ شمسی به عنوان هلیوسفر و با بادهای خورشیدی شناخته می‌شود و در زمین با پوششی از هوا آن را می‌شناسیم.

تفاوت اصلی اینجاست که جو زمین به‌تدریج همراه با ارتفاع ناپدید و به شکلی یکپارچه با خلا فضا تلفیق می‌شود، در حالی‌ که هلیوسفر دارای مرز است. این منطقه‌ خنثی بسیار گسترده است و می‌تواند به ده‌ها میلیارد کیلومتر برسد، اما در مقایسه با اندازه‌ کل هلیوسفر کوچک است.

منبع zoomit
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=77920
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها