هل نظامنا الشمسي على شكل كرواسون مفرغ من الهواء؟

يشير نموذج محدث إلى أن شكل فقاعة تأثير الشمس ، الغلاف الجوي للشمس (باللون الأصفر) ، قد يكون شكل كرواسون مفرغ من الهواء ، بدلاً من شكل المذنب طويل الذيل الذي اقترحه بحث آخر.

يشير نموذج محدث إلى أن شكل فقاعة تأثير الشمس ، الغلاف الجوي للشمس (باللون الأصفر) ، قد يكون شكل كرواسون مفرغ من الهواء ، بدلاً من شكل المذنب طويل الذيل الذي اقترحه بحث آخر. (رصيد الصورة: أوفير وآخرون)





قد لا تكون الفقاعة الواقية لنظامنا الشمسي على شكل مذنب بعد كل شيء.

افترض العلماء تقليديًا أن الغلاف الشمسي ، الفقاعة الضخمة من الجسيمات المشحونة التي تهبها الشمس حول نفسها ، لها حافة مقدمة مستديرة ، حيث يتدفق النظام الشمسي عبر الفضاء ، مع ذيل طويل يتدفق خلفه. تشير دراسة حديثة إلى أن الشكل الحقيقي للغلاف الشمسي أغرب وأكثر تعقيدًا - وهو شيء أقرب إلى كرواسون مفرغ من الهواء.

من الصعب رسم خريطة الغلاف الشمسي ، لأن أقرب حافة له لا تزال على بعد 10 مليارات ميل (16 مليار كيلومتر) من الأرض. فقط مركبتان فضائيتان ، مسبار ناسا Voyager 1 و Voyager 2 ، أخذتا عينات مباشرة من الحدود ، وهناك نقطتا بيانات بعيدتان عن الكافيين لتحديد خطوط المحيط الشمسي.



متعلق ب: كيف يعمل المجال المغناطيسي للشمس (رسم بياني)

لذلك فعل العلماء ذلك بوسائل أخرى. على سبيل المثال ، لقد درسوا قياسات الأشعة الكونية المجرية ، جسيمات مشحونة فائقة الطاقة تتداخل مع محيطنا من بعيد جدًا. كما تتبع الباحثون بعناية 'الذرات المحايدة النشطة' التي ارتدت باتجاه الشمس بعد تفاعلها مع الوسط بين النجوم ، البحر الكوني الواسع الذي يقع وراء الغلاف الشمسي.

تم إجراء هذا التتبع بواسطة مجموعة متنوعة من المركبات الفضائية ، بما في ذلك مستكشف الحدود بين النجوم التابع لناسا ومسبار كاسيني ساتورن. يقوم العلماء بتغذية هذه المعلومات في نماذج الكمبيوتر ، والتي يستخدمونها لرسم خريطة لشكل الغلاف الشمسي.



تلقي الدراسة الأخيرة نظرة جديدة على هذه البيانات وتتضمن أيضًا قياسات 'أيونات الالتقاط' التي أجراها مسبار نيو هورايزونز بلوتو التابع لوكالة ناسا ، والذي يبعد حاليًا أكثر من 4.3 مليار ميل (6.9 مليار كيلومتر) عن الأرض.

تحمل الرياح الشمسية أيونات الالتقاط ، حيث يتدفق تيار الجسيمات المشحونة باستمرار من الشمس . (يتم حظر هذا التدفق بواسطة الوسط النجمي لتشكيل حدود الغلاف الشمسي). وجد أعضاء فريق الدراسة أن أيونات الالتقاط أكثر سخونة من الجسيمات التي تشكل معظم الرياح الشمسية ، مما يساهم في الشكل الغريب للغلاف الشمسي.

هناك نوعان من السوائل مختلطة معا. لديك مكون واحد شديد البرودة ومكون واحد أكثر سخونة ، أيونات البيك اب ، 'المؤلف الرئيسي ميراف أوفير ، أستاذ علم الفلك في جامعة بوسطن ، قال في بيان .



قال أوفير: 'إذا كان لديك بعض السوائل الباردة والساخنة ، ووضعتها في الفضاء ، فلن يختلطا - سيتطوران في الغالب بشكل منفصل'. 'ما فعلناه كان فصل هذين المكونين من الرياح الشمسية ونمذجة الشكل ثلاثي الأبعاد الناتج للغلاف الشمسي.

يحجب الغلاف الشمسي العديد من الأشعة الكونية ، التي تظهر على شكل خطوط ساطعة في هذه الصورة المتحركة ، من الوصول إلى كواكب نظامنا الشمسي.

يحجب الغلاف الشمسي العديد من الأشعة الكونية ، التي تظهر على شكل خطوط ساطعة في هذه الصورة المتحركة ، من الوصول إلى كواكب نظامنا الشمسي.(رصيد الصورة: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / مختبر الصور المفاهيمية)

لقد قرروا أن هذا الشكل يشبه الكرواسون: انتفاخ مركزي منحني مع نفاثتين تتجعدان بعيدًا عنه.

قال أوفر: 'نظرًا لأن أيونات الالتقاط تهيمن على الديناميكا الحرارية ، فإن كل شيء كروي للغاية'. 'ولكن لأنهم يتركون النظام بسرعة كبيرة بعد صدمة الإنهاء ، ينكمش الغلاف الشمسي بأكمله.'

ال صدمة الإنهاء هي منطقة حدود الغلاف الشمسي ، حيث تبدأ جزيئات الرياح الشمسية في الضغط على الوسط البينجمي وببطء إلى أقل من سرعة الصوت.

قالت أوفر وزملاؤها إن اكتساب فهم أفضل لشكل الغلاف الشمسي له تطبيقات متعددة. على سبيل المثال ، تحجب الفقاعة حوالي 75٪ من الأشعة الكونية المجرية ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بالمركبة الفضائية والحمض النووي لرواد الفضاء المسافرين. يمكن أن تساعد معرفة مناطق الفضاء المحمية بالتفصيل مخططي البعثات. (لا داعي للقلق بشأن الحياة على الأرض من الأشعة الكونية المجرية ؛ فالمجال المغناطيسي لكوكبنا والغلاف الجوي يوفران حماية فعالة).

الدراسة نُشر في مارس 2020 في مجلة Nature Astronomy.

مايك وول هو مؤلف كتاب 'Out There' (دار النشر الكبرى الكبرى ، 2018 ؛ رسمه كارل تيت) ، وهو كتاب عن البحث عن الحياة الفضائية. لمتابعته عبر تويترmichaeldwall. تابعنا على TwitterSpacedotcom أو Facebook.