در مرزهای منظومه شمسی و فضای میان‌ستاره‌ای چه می‌گذرد؟
شاید در نگاه اول به نظر برسد در مرزهای منظومه شمسی، جایی بسیار دور از خورشید، تک‌ستاره سامانه ستاره‌ای ما، شرایط آرامی حکمفرما باشد. اما واقعیت این است که در این منطقه از منظومه شمسی نبردی سخت میان باد خورشیدی و پرتوهای میان‌ستاره‌ای در جریان است. داده‌های جدید فضاپیمای وویجر ۲ اطلاعات تازه‌ای را در این باره در اختیار دانشمندان قرار داده است.
باد خورشیدی جریانی از ذرات باردار و داغی است که به طور پیوسته از خورشید به بیرون منتشر می‌شود و منظومه شمسی را دربرمی‌گیرد. باد خورشیدی تاثیرات مختلفی روی اجرام منظومه شمسی می‌گذارد. از تاثیر روی برخی ماهواره‌هایی که در مدار زمین قرار دارند تا غیرممکن کردن شکل‌گیری حیات در سیاراتی که جوی پیرامون آن‌ها وجود ندارد تا از سطح سیاره محافظت کند.
با این حال باد خورشیدی در مرزهای منظومه شمسی و در نبرد با پرتوهای کیهانی پیروز میدان است و از رسیدن این پرتوها به نواحی درونی منظومه شمسی جلوگیری می‌کند.
باد خورشیدی در تمام جهات میلیاردها کیلومتر گسترده می‌شود و حبابی از انرژی را به دور منظومه شمسی شکل می‌دهد. در لبه‌های این حباب باد خورشیدی در نهایت با پرتوهای کیهانی که از فضای میان‌ستاره‌ای می‌آیند برخورد می‌کند و دیواری ضخیم و داغ از پلاسما شکل می‌گیرد. این منطقه چیزی در حدود ۱۲۰ واحد نجومی (معادل متوسط فاصله زمین از خورشید) از خورشید فاصله دارد. دیواری که باعث منحرف شدن و کم‌اثر شدن پرتوهای قدرتمندی می‌شود که از سمت ستاره‌های دوردست و انفجارهای کیهانی به سوی منظومه شمسی می‌آیند.
فضاپیمای وویجر ۲ که چندی پیش از این مرز عبور کرد اطلاعات ارزشمندی را از این ناحیه منظومه شمسی به زمین ارسال کرده است. داده‌های وویجر ۲ نشان می‌دهند که دیوار پلاسما در مرزهای منظومه شمسی تا حد زیادی نسبت به پیش‌بینی‌های قبلی ضخیم‌تر و داغ‌تر است. طبق پژوهش‌های انجام شده این دیوار پلاسما مانع ورود ۷۰ درصد تابش کیهانی به منظومه شمسی می‌شود.
فضاپیمای وویجر ۲ در اواخر سال ۲۰۱۸ میلادی از مرزهای منظومه شمسی گذر کرد. این دومین بار بود که فرستاده‌ای از بشر وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد. فضاپیمای وویجر ۱ نیز پیش از این و در سال ۲۰۱۲ از این مرز گذر کرده بود. با این حال با توجه به مشکل سنسور فضاپیمای وویجر ۱ این فضاپیما نتوانست در زمان گذر از این ناحیه به جمع‌آوری داده مشغول شود.
داده‌های فضاپیمای وویجر ۲ نشان می‌دهند دما در دیوار پلاسما منظومه شمسی که به Heliopause معروف است به ۳۱ هزار درجه سانتیگراد می‌رسد. این چیزی در حدود دو برابر دمایی است که مدل‌ها پیش‌بینی می‌کردند.
سپر منظومه شمسی در مقابل پرتوهای کیهانی البته کامل و یک‌دست نیست. با این حال داده‌های وویجر ۲ بیان‌گر آن است که Heliopause نقش مهمی در محافظت از خانه کیهانی ما در مقابل آن‌چه در فضای میان‌ستاره‌ای می‌گذرد دارد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از فضاپیماهای وویجر ۱ و ۲ در زمان ترک منظومه شمسی.
Credit: NASA/JPL-Caltech
چه جالب تازگی به این فکر می کردم که مشابه سپر مغناطیسی زمین در برابر خوشید، خورشید هم احتمالا چیزی مشابه باید در برابر پرتو های کیهانی که به سمتمون میاد داشته باشه اما دربارش نخونده بودم که با خوندن این مطلب مطمئن شدم، اما سوالی که برام بوجود اومد اینه که فضاپیمای ویجر اگر به Heliopause رسیده و دمای این ناحیه ۳۱۰۰۰ درجه سانتیگراده آسیب نمی بینه، چطوریاس؟ اگر اشتباه نکنم مشابه این اتفاق تو لایه های جو هم می افتاد که با بالا رفتن ارتفاع کاهش دما داریم اما از یه نقطه ای به بعد افزایش دما
یه سر به ویکی پدیا زدم متوجه تغییرات دمایی لایه های جو شدم اما این قسمتش مهم بود (به‌دلیل رقیق بودن بسیار هوا در اگزوسفر، گرمای زیادی در هوا به اشیاء منتقل نمی‌شود، حتی اگر هوا بسیار گرم باشد) احتمالا دلیل آسیب ندیدن ویجر هم همینه که اونجا Heliopause خلاء هست
البته این خبر یکم تاریخ گذشته هست .
ولی دیواره Heliopause اگه به ۳۱ هزار درجه سانتیگراد میرسه .
چجوری در ابتدا ویجر ۱ و بعد از اون سال پیش ویجر ۲ ازش عبور کردن ؟
۳۱ هزار درجه خیلیه . فکر نمیکنم چیزی وجود داشته باشه توی طبیعت که تحت این دما قرار بگیره و سالم بمونه و یا ذوب نشه . به نظر من ۳۱ هزار درجه اشتباه . شاید ۳۱۰ درجه یا حتی ۳۱ درجه سانتی گراد باشه
۳۱۰۰۰ درجه بعید نیست دوست من، برای مثال دمای سطح خورشید ۵ تا ۶ هزار درجه سانتیگراده اما در تاج خورشیدی که در ارتفاعی بالا تر از سطح خورشیده دما یک میلیون درجه هست، در Heliopause هم از اونجایی که برخورد ذرات باردار اتفاق می افته این دما دور از انتظار نیست و همونطور هم که تو متن نوشته (در لبه‌های این حباب باد خورشیدی در نهایت با پرتوهای کیهانی که از فضای میان‌ستاره‌ای می‌آیند برخورد می‌کند و دیواری ضخیم و داغ از پلاسما شکل می‌گیرد) درواقع پلاسما گاز یونیزه شده هست که طبیعتا دمای بسیار زیادی هم داره، اما در مورد سوالتون برای من هم سواله؟
ممنون از توجه‌تون به این مطلب.
مطلب اصلی رو می‌تونید در این لینک ببینید که این مطلب ترجمه‌ای از اون هست:
https://www.space.com/voyager-2-detects-heliopause-plasma-shield.html
اما راجع به سوالتون درباره‌ی دلیل ذوب نشدن فضاپیما. مسئله فقط دما نیست. مفهوم گرما و دما دو چیز متفاوت هستند. دما بیان‌گر سرعت حرکت ذراته، در حالی که گرما مقدار انرژی است که ذرات منتقل می‌کنند. در واقع درسته که دما بالاست و ذرات با سرعت زیادی حرکت می‌کنند، اما مقدار ذرات اندکه و انرژی کمی منتقل می‌شه. پس انرژی مورد نیاز برای ذوب فضاپیما فراهم نمی‌شه.
فضاپیمای پارکر که این روزها در حال کاوش خورشید هست هم دقیقا با همین مسئله مواجهه. فضاپیمای پارکر قراره از تاج خورشید گذر کنه و به عبارتی خورشید رو لمس خواهد کرد! اما با توجه به نکته‌ای که بهش اشاره شد، و البته اقداماتی که ناسا برای محافظت از فضاپیما به کار گرفته، می‌تونه فعالیت خودش رو ادامه بده.
خیر سرم خودم مکانیک خوندم . اصلا” یادم نبود که برای انطقال دما نیاز به جرم هست و هرچقدر جرم کمتر باشه احتمال ذوب کردن کمتره چون انرژی اونقدر زیاد نیست که بتونه باعث ذوب شدن چیزی بشه .
من عذرخواهی میکنم . 🙂