نگاهی به مرزهای منظومه شمسی

برگردان: احسان سنایی

ناسا، وجود پدیده‌ای غیرمنتظره را در مرزهای منظومه شمسی به ما نشان داده است؛ نوار باریک و درخشانی از اتم‌های هیدروژن که محل ملاقات ذرات باد خورشیدی با فضای میان‌ستاره‌ای است.

نقشه سراسری آسمان از توزیع اتم‌های پرانرژی خنثی که توسط کاوش‌گر IBEX تهیه شده است، وجود نواری وسیع و مرموز را در ناحیه نسبتاً گسترده‌ای از آسمان نشان می‌دهد

اگر فاصله زمین تا خورشید (١۵٠ میلیون کیلومتر) را به اندازه یک سانتیمتر کوتاه کنیم، آن‌گاه نزدیک‌ترین ستاره تا خورشید ما ۶۰ کیلومتر از آن فاصله خواهد داشت. این فضای وسیع را هر چند خلأ می‌نامیم، اما پر از ماده میان‌ستاره‌ای است؛ ماده‌ای فوق‌العاده رقیق که نزدیک به ٩٩ درصد آن را گاز (اکثراً هیدروژن) و یک درصد باقی‌مانده را ذرات ریز کربنی و سیلیکاتی موسوم به گرد و غبار میان‌ستاره‌ای پر کرده است. اما قلمرو حکمرانی خورشید ما تا کجا امتداد دارد؟

خورشید و سایر اعضای منظومه شمسی ما، در مرکز حبابی پهناور به نام هلیوسفر یا خورسپهر واقع شده‌اند؛ حبابی که مرزهای آن را ذرات باردار حاصل از واکنش باد خورشیدی و فضای میان‌ستاره‌ای شکل داده است. این مرز هلیوپاز نام دارد و بسیار دورتر از مدار پلوتو واقع شده است.

یک سال پیش، ناسا ماهواره‌ای به نام «کاوش‌گر مرزهای میان‌ستاره‌ای» (IBEX) را به فضا پرتاب کرد تا به مطالعه ساختار این حباب وسیع بپردازد.

منظومه شمسی ما دارد به دور مرکز کهکشان راه شیری می‌چرخد. درست مانند دستی که بیرون از پنجره یک اتومبیل در حال حرکت نگاه داشته شود، منظومه شمسی نیز در سفر کیهانی‌اش با بادی از ذرات میان‌ستاره‌ای مواجه می‌شود. در عین حال ذرات باردار و پرقدرتی نیز از جانب خورشید به صورت مداوم به بیرون شلیک می‌شوند که پدیده‌ای را به نام باد خورشیدی شکل می‌دهند.

تا حدود نیم قرن، وسعت دقیق و نیز شکل واقعی هلیوسفر برای دانشمندان در هاله‌ای از ابهام بود. تنها اطلاعاتی که از آن در دست داشتیم، مربوط به کاوش‌گرهای وویجر ١ و وویجر ٢ بود که در اوایل قرن ٢١ و پس از سفری ٣٠ ساله و طی مسافتی در حدود ١۶.۵ میلیارد کیلومتر، مرزهای منظومه شمسی ما را ترک گفتند و در این حین، اطلاعاتی را در خصوص مرز محو منظومه شمسی به زمین مخابره کردند.

اما IBEX که در مداری بیضوی و کشیده به دور زمین می‌چرخد، بازتاب اتم‌های پرانرژی خنثی را از هلیوپاز ثبت کرده و به نوعی هلیوسفر را نقشه‌برداری می‌کند. این اتم‌ها، به دنبال تقابل باد خورشیدی و باد میان‌ستاره‌ای تولید می‌شوند.

آن‌چه که اخیراً توسط رصدهای IBEX مشخص شده است، جریان نامتقارنی از این اتم‌هاست؛ به طوری‌ که غلظتشان در نوار باریک و درخشانی از آسمان بیشتر است. دکتر دیوید مک‌کوماس از انیستیتوی تحقیقاتی جنوب غرب در نیومکزیکو و محقق ارشد این مأمویت می‌گوید:

«نتایج IBEX واقعاً چشم‌گیر بود. این تشعشعات با هیچ یک از مدل‌های نظری کنونی مشابهتی نداشت. ما انتظار افت و خیزهای ریز و منظمی را در مرز میان‌ستاره‌ای داشتیم؛ اما IBEX نواری باریک را به ما نشان داد که از هر جرم آسمانی دیگری دو تا سه برابر درخشان‌تر است.»

کاوش‌گر مرزهای میان‌ستاره‌ای (IBEX)

کاوش‌گرهای ویجر، موفق به تشخیص این تجمع از ذرات که در واقع جبهه برخورد حباب منظومه شمسی ما با فضای میان‌ستاره‌ای محسوب می‌شود، نشده بودند.

محققان با ترکیب داده‌های دریافتی از IBEX و مأموریت کاسینی که هم اکنون به دور زحل می‌چرخد، هم‌چنین دریافتند که شکل هلیوسفر، بر خلاف تصورات پیشین شبیه عروس دریایی نیست تا جبهه‌ای در حال پیشروی و دنباله‌ای به دنبال خود داشته باشد.

با توجه به تأثیرات میدان مغناطیسی هلیوپاز بر شکل کلی هلیوسفر و ضعف کنونی تجهیزات دانشمندان در محاسبه میزان این میدان‌های مغناطیسی، فعلاً نمی‌توان شکل دقیق آن را تجسم کرد.