آغاز کار ناسا برای بررسی حباب محافظ منظومه شمسی

همینطور که طوفان خورشیدی از خورشید جریان می‌یابد، یک حباب محافظ در فضا به نام "هلیوسفر"(هورسپهر) ایجاد می‌کند که منظومه شمسی را از آسیب پرتوهای کیهانی محافظت می‌کند.

کد خبر: ۲۲۵۵۲۷

تاریخ: ۱۴ خرداد ۱۳۹۷ - ۱۳:۱۲

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، بادها یا همان طوفان‌های خورشیدی که با بیشینه سرعت 700 کیلومتر بر ساعت از خورشید ساطع می‌شوند، عامل اصلی تکامل سیاره‌های منظومه شمسی هستند، اما آنها یک تاثیر غیرمستقیم نیز دارند.

هنگامی که آنها به حاشیه یا لبه فضای بین ستاره‌ای برخورد می‌کنند، با مواد خارج از محیط برخورد می‌کنند و به عنوان یک نوع فیلتر کیهانی عمل می‌کنند و مقدار ذرات مضر را محدود می‌کنند.

ناسا یک ماموریت جدید را برای بررسی این حباب محافظ شناخته شده به عنوان هلیوسفر یا هورسپهر آغاز کرده است تا بتواند تاثیر مکانیک آن بر محیط فضای عمیق و تأثیرات آن برای مأموریت‌های اکتشاف آینده را بهتر بشناسد.

طوفان‌های خورشیدی(Solar wind) جریانی از ذرات یونی(پلاسما) انرژی‌داری هستند که از طرف خورشید به فضا در تمام جهات ساطع می‌شوند.

همین طوفان‌های خورشیدی هستند که در برخورد با سطوح فوقانی جو زمین باعث ایجاد شفق قطبی و حتی گاهی تداخل جریان‌های برق و سیستم‌های ارتباطاتی می‌شوند.

ذرات بنیادی که به زمین برخورد می‌کنند، هم از خورشید و هم از بیرون از منظومه شمسی سرچشمه می‌گیرند. ذرات باردار، عمدتا متشکل ازپروتون، الکترون و ذرات آلفا(هسته هلیوم)، به صورت پیوسته به بیرون از خورشید جریان دارند.

ذرات با میدان مغناطیسی خورشید برهم‌کنش می‌کنند. شدت میدان مغناطیسی خورشید در فاصله زمین، حدود یک هزارم میدان زمین است. ذراتی که از بیرون منظومه شمسی می‌آیند، پرتوهای کیهانی نام دارند.

هلیوسفر یا هورسپهر(Heliosphere) پهنه‌ای است حباب‌مانند که بادهای خورشیدی را دربرگرفته است. هورسپهر دربرگیرنده همه منظومه شمسی و میدان مغناطیسی خورشیدی است که کیلومترها دورتر از مدار پلوتو را در بر می‌گیرد.

پلاسمایی که از خورشید به بیرون دمیده می‌شود (طوفان‌های خورشیدی) این حباب را در مقابل فشار گازهای فضای میان‌ستاره‌ای، هیدروژن و هلیوم مولکولی که در کهکشان راه شیری پخش هستند، ایجاد و حفظ می‌کند.

جریان باد خوردشیدی از خورشید آغاز می‌شود و تا منطقه ضربه خروجی (Termination Shock) با سرعت پیش می‌رود تا اینکه با رسیدن به این منطقه به صورت ناگهانی از سرعت آن کاسته شود.

منطقه‌ای که بعد از ضربه خروجی واقع شده است، به نام پوش خورشیدی (Heliosheath) شناخته می‌شود. پوش خورشیدی منطقه‌ای میانی است که مرز بیرونی آن، مرز هلیوسفر محسوب می‌شود. به مرز هلیوسفر منطقه توقف خورشیدی (Heliopause) نیز گفته می‌شود.

شکل کلی حباب هلیوسفر با توجه به فشار و چگالی گازهایی که منظومه شمسی از داخل آن عبور می‌کند و خورشید، تغییر می‌کند و به شکل یک کره دقیق و کامل نیست.

کمبود داده و بکر و کاوش نشده بودن این مناطق، باعث به وجود آمدن نظریه‌های زیادی برای مدل سازی این نواحی شده است.

با توجه به این که منطقه توقف خورشیدی، مرز منظومه شمسی با جهان اطراف است، سفینه‌هایی مانند وویجر 1 که از این مرز خارج شده‌اند، طبق تعریف، وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده‌اند.

ماموریت نقشه‌برداری بین‌ستاره‌ای و کاوشگر شتاب‌سنج ناسا موسوم به "IMAP" بنا به مجموعه‌ای از پیشنهادهای دریافت شده در اواخر سال گذشته انتخاب شده است و یک سفر فضایی به اولین نقطه لانگرانژ (L1) به فاصله یک میلیون مایل یا 1.6 میلیون کیلومتری را شامل خواهد شد.

نقاط لاگرانژی مناطق فضایی هستند که به دلیل اینکه برآیند کشش گرانشی اجرام اطراف، صفر است و یکدیگر را خنثی می‌کنند، اجرام آسمانی به جای حرکت در فضا، در جای خود آرام می‌گیرند.

نقاط لاگرانژی پنج نقطه میان دو جسم بزرگ هستند که در آن نیروی جاذبه دو جسم همدیگر را خنثی می‌کند. غالبا ماهواره‌های رصدی (تلسکوپ‌های فضایی) در نقاط لاگرانژی میان زمین و خورشید قرار می‌گیرند.

اولین نقطه لاگرانژی چهار برابر دورتر از ماه به زمین در جهت خورشید است. کاوشگر "IMAP" پس از رسیدن به این نقطه، به رصدخانه خورشیدی و هلیوسفری می‌پیوندد. این رصدخانه، فضاپیمایی است که در سال 1995 به L1 فرستاده شده که یک ساعت قبل از برخورد باد خورشیدی به زمین، اطلاعاتی را در مورد آن جمع‌آوری می‌کند.

اما این ماموریت جدید با استفاده از 10 ابزار علمی برای نمونه‌برداری، تجزیه و تحلیل و نقشه‌برداری از ذرات جاری به سمت زمین، پس از گذر از هلیوسفر به پیشرفت و شناخت بیش از پیش نظر دارد.

"دنیس آندروسیک" معاون مدیر کل موسسه مأموریت علمی ناسا در واشنگتن گفت: این مرز جایی است که خورشید ما، کاری بزرگ برای حفاظت از ما انجام می‌دهد. IMAP برای گسترش درک ما از این فیلتر کیهانی برنامه‌ریزی شده است. چرا که ما می‌خواهیم انسان‌ها را به فضای عمیق منتقل کنیم.

این ماموریت همچنین به دنبال شناخت پرتوهای کیهانی است. این پرتوهای تابشی پرانرژی، با سرعت نور حرکت می‌کنند و اغلب آنها از ورای منظومه شمسی ما می‌آیند. دانشمندان امیدوارند که IMAP بتواند شناخت جدیدی از پرتوهای کیهانی که در هلیوسفر شکل می‌گیرند، فراهم کند.

ماموریت IMAP برای عملیاتی شدن در سال 2024 برنامه‌ریزی شده است.