بعثة كاسيني التابعة وكالة ناسا، بعثات فويجر تقدم صورة جديدة لتفاعل الشمس مع المجرة

ملخص:
أظهرت بيانات جديدة من ثلاث بعثات من وكالة ناسا أن الغلاف الجوي و تاثير فقاعة الشمس المغناطيسية التي تحيط بالنظام الشمسي الداخلي قد تكون أكثر إحكاما واستدارة مما كان يعتقد في السابق.
وتظهر بيانات جديدة من بعثات “كاسيني” و “فويجر” و “إنترستيلار إكسبلورر” أن الغلاف الجوي وتاثير الفقاعة الشمسية المغناطيسية التي تحيط بالنظام الشمسي الداخلي قد يكون أكثر إحكاما واستدارة مما كان يعتقد سابقا. يوضح هذا الرسم التوضيحي نموذجا مضغوطا للغلاف الأرضي تدعمه هذه البيانات الأخيرة. والفرق الرئيسي بين هذا النموذج والنماذج السابقة هو عدم وجود نموذج جديد لذيل مثل المذنب على جانب واحد من الغلاف الجوي.
وتشير بيانات جديدة من بعثة كاسيني التابعة لوكالة ناسا مقارنةً بقياسات المركبة الفضائية “فويجر” و “مستكشف الحدود بين النجوم” التابع لوكالة ناسا، إلى أن شمسنا وكواكبنا محاطتان بنظام عملاق مدور للمجال المغنطيسي من الشمس، ويدعو ذلك للتساؤل عن الرأي البديل من المجالات المغناطيسية الشمسية الذيلية التي تتخذ شكل ذيل المذنب الطويل.
وتطلق الشمس تدفقا مستمرا من المواد الشمسية المغناطيسية وتسمى بالرياح الشمسية. تملأ هذه المواد النظام الشمسي الداخلي وتصل إلى ما هو ابعد عن مدار نبتون. وتخلق هذه الرياح الشمسية فقاعة بحوالي 23 مليار ميل وتدعى الغلاف الجوي. ان نظامنا الشمسي بأكمله بما في ذلك الغلاف الجوي يتحرك عبر الفضاء بين النجوم. والصورة السائدة للغلاف الجوي هي على شكل مذنب ذي رأس مدورة وذيل واسع. ولكن البيانات الجديدة التي تغطي دورة النشاط الشمسي لمدة 11 عاما بأكملها تظهر أنه قد لا يكون ذلك صحيحاً، وأن الغلاف الجوي قد يكون مستديراً من كلا النهايتين مما يجعل شكله شبه كروي. حيث نشرت صحيفة هذه النتائج في علم الفلك الطبيعي في 24 أبريل 2017
وقال كوستاس دياليناس، عالم الفضاء في أكاديمية أثينا في اليونان والمؤلف الرئيسي لهذه الدراسة، أن شكل فقاعة خام للغلاف الجوي ينتج من المجال المغناطيسي القوي الذي تفوق قواه ما كان متوقعا في الماضي. بالاضافة الى النسبة بين الضغط المرتفع بين الجسيمات والضغط المغناطيسي داخل الهليوشيت.
قامت أداة كاسيني التي كانت تستكشف نظام زحل على مدى عقد من الزمن باعطاء العلماء أدلة جديدة حاسمة حول شكل نهاية الغلاف الجوي، وغالبا ما تسمى الهليوتيل. عندما تصل الجسيمات المشحونة من النظام الشمسي الداخلي إلى حدود الغلاف الشمسي فإنها تخضع أحيانا لسلسلة من التبادلات مع ذرات غاز محايدة من الوسط بين النجوم ثم تسقط وتستعيد الإلكترونات أثناء حركتها عبر هذه المنطقة الحدودية الشاسعة. يصدر بعض من هذه الجسيمات صوت ازير مرة أخرى في حركتها باتجاه النظام الشمسي الداخلي مثل حركة الذرات السريعة الحركة والتي يمكن قياسها من قبل كاسيني.

وقال توم كريميجيس، وهو رائد في بعثتي فويجر وكاسيني التابعتين لوكالة ناسا في مختبر الفيزياء التطبيقية لجامعة جونز هوبكنز في لوريل بولاية ماريلاند، وكاتب الدراسة، أن جهاز كاسيني قد صُمّم ليصور الأيونات المحاصرة في الغلاف المغناطيسي لكوكب زحل. واضاف ايضا اننا لم نكن نعتقد اننا سنرى ما رأيناه ولا بأننا سنتمكن من رسم حدود الغلاف الجوي.
وبما أن هذه الجزيئات تتحرك في جزء صغير من سرعة الضوء اثناء رحلتها من الشمس إلى حافة الغلاف الجوي والعودة مرة أخرى فالامر يستغرق سنوات. لذلك فعندما يتغير عدد الجسيمات القادمة من الشمس في العادة يكون ذلك نتيجة لدورة نشاطها البالغة 11 عاما فيستغرق الأمر سنوات قبل أن ينعكس ذلك في كمية الذرات المحايدة التي تطلق مرة أخرى في النظام الشمسي.
وكشفت قياسات كاسيني الجديدة لهذه الذرات المحايدة شيئا غير متوقع. فالجسيمات القادمة من ذيل الغلاف الجوي تعكس التغيرات في الدورة الشمسية تقريبا بنفس سرعة تلك التي تأتي من مقدمة الغلاف الجوي.
وقال كريميجيس: إذا تم تمديد ذيل الغلاف الجوي مثل المذنب فإننا نتوقع أن أنماط الدورة الشمسية سوف تظهر في وقت لاحق من ذلك في ذرات قياس محايدة.
ولكن الأنماط من النشاط الشمسي تظهر بنفس السرعة في جزيئات الذيل تماماً مثل تلك الموجودة في المقدمة، وهذا يعني أن الذيل يقع على مسافة واحدة منا. وتصور العلماء ان هذا يعني أن ذيلاً طويلاً كذيل المذنب قد لايكون موجودا على الاطلاق. بدلا من ذلك، قد يكون الغلاف الجوي تقريبا مستديراً ومتناظراً.
ويمكن أن يأتي الغلاف الجوي المستدير من مجموعة من العوامل. وتشير البيانات المستمدة من فويجر1 أن المجال المغناطيسي بين النجوم خارج الغلاف الجوي هو أقوى مما ظن العلماء في السابق. ويعني ذلك أن من الممكن تفاعل الرياح الشمسية على حواف الغلاف الجوي للكرة الأرضية ودمج ذيل الغلاف الجوي.
ويؤدي هيكل الغلاف الجوي دورا كبيرا في كيفية وصول الجسيمات من الفضاء بين النجوم إلى النظام الشمسي الداخلي حيث توجد الأرض والكواكب الأخرى، وذلك ما يطلق عليه الأشعة الكونية.
وقال أريك بوسنر، عالم برنامج إيبكس في مقر وكالة ناسا في واشنطن العاصمة، إن هذه البيانات التي يقدمها فويجر 1 و 2 و كاسيني و إيبكس إلى المجتمع العلمي غير متوقعة لدراسة الروافد البعيدة للرياح الشمسية وانهم غير مشتركين في هذه الدراسة. وبينما نستمر في جمع البيانات من حواف الغلاف الجوي فإن هذه البيانات ستساعدنا على فهم أفضل للحدود بين النجوم التي تساعد على حماية بيئة الأرض من الأشعة الكونية الضارة.

 

 

 

 

ترجمة : Zainab Al-Khayyat

تدقيق الترجمة : Inst. Fatimah Mohammed Ali

التصميم : Ali Alburky

المصدر : هنا