لبه منظومه شمسی کجاست؟

به گزارش وبلاگ آریابلاگ، منظومه شمسی معمولا به صورت سامانه ای متشکل از ستاره ای در مرکز آن به همراه هشت سیاره و یک سیاره کوتوله پلوتو در اطرافش مجسم می گردد.

لبه منظومه شمسی کجاست؟

ستاره مرکزی همان خورشید است و به ترتیب فاصله از این ستاره، زمین سومین سیاره است البته برای آن که همه خانواده سیارات منظومه شمسی در یک تصویر به نمایش درآیند معمولا مقیاس رعایت نمی گردد. اما جدا از این موضوع به راستی منظومه شمسی دارای چه بخش هایی است؟ و از آن مهم تر، اندازه و ابعاد آن چقدر است؟ چرا دانشمندان بسیار علاقه مندند این منظومه را بشناسند و برای پاسخ به سوال هایشان با طراحی ماموریت های رباتیک فضایی میلیاردها دلار هزینه می نمایند؟ اینها پرسش هایی است که معمولا از خود می پرسیم.

بشر از دیر باز در جست وجوی پرسش های بنیادی اش بوده است. زمین چگونه به وجود آمده است؟ خورشید و بقیه سیاره ها چطور؟! هنوز هم پاسخ چنین پرسش هایی به درستی روشن نیست؛ اما مطالعه دنیاهای دوردست منظومه شمسی یا همان اجرامی که در بیرونی ترین قسمت آن حضور دارند می تواند رازهای حکایت پیدایش این منظومه را برملا سازد. از این روست که کنجکاویم بدانیم ورای مدار سیاره نپتون چه چیزی وجود دارد و منظومه شمسی در کجا سرانجام می یابد.

دنیاهای ماورای نپتون

فراتر از مدار نپتون، مجموعه ای از سیارک ها یا شاید بتوان گفت سنگ های بسیار بزرگی وجود دارند که در مدارهایشان به دور خورشید در گردشند.

به این مجموعه کمربند کوئی پر می گویند. تخمین زده می گردد این کمربند سیارک ها در فاصله مداری 30 تا 50 واحد نجومی گسترده باشد.

فاصله زمین تا خورشید به عنوان یک واحد نجومی تعریف می گردد. در خصوص اجرام کمربند کوئی پر اطلاعات محدودی در دست است زیرا فاصله آنها بسیار زیاد است و به علاوه ابعادشان در مقایسه با بقیه سیاره ها خیلی بزرگ نیست.

از این رو کشف و مطالعه آنها به یاری تلکسوپ های روی زمین کار بسیار دشواری است. هرچند تلسکوپ پن-استارز به طور مستمر آسمان را در جست وجوی اجرام کمربند کوئی پر می کاود و در آینده نزدیک نیز تلسکوپ ورا روبین به این جست وجوی آسمانی خواهد پیوست.

حدود پنج سال پیش اخترشناسان به یافته ای حیرت انگیز درباره مدار اجرام فرانپتونی دست یافتند. آنها مدار بعضی از این اجرام متعلق به کمربند کوئی پر در ورای مدار سیاره نپتون را معین کردند. البته داده های موجود برای تعداد محدودی از این اجرام در دست بود. مدار بیشتر آنها به شکل بیضی هایی بسیار کشیده به دست آمد. از این عجیب تر آن بود که ظاهرا این مدارها به یک سو کشیدگی بیشتری دارند. گویی یک جرم ناپیدا با دست کم چند برابر جرم زمین در ورای مدار نپتون این اجرام را به سمت خود می کشد. آیا به راستی چنین جرمی وجود دارد؟ آیا ممکن است این شاهد غیرمستقیم مبنی بر وجود سیاره نهم باشد؟ این معما همچنان وجود دارد و روز به روز ابعاد پیچیده تری پیدا می نماید. حتی پیشنهاد شده است که شاید در ورای مدار سیاره نپتون یک سیاهچاله برجای مانده از عالم شروعین جا خوش نموده باشد! به همین دلیل مدار اجرام فرانپتونی این چنین به یک سمت کشیده شده اند. به هرحال هنوز به درستی معین نیست که در ورای مدار نپتون به غیر از کمربند کوئی پر چه جرم دیگری می تواند وجود داشته باشد. باید مطالعات بیشتری در این زمینه انجام گردد.

سفیران ما در مرزهای منظومه

اما اخترشناسان پیروز شدند فضاپیماهایی را نیز برای مطالعه اجرام دوردست منظومه شمسی پرتاب نمایند.

فضاپیمای نیوهورایزنز (New Horizons به معنی افق های نو) در 24 تیر 94 از کنار پلوتو عبور کرد. این فضاپیما پیروز شد تصویری منحصر به فرد از این دنیای یخ زده در مقابل دیدگان بشر قرار دهد. سپس این فضاپیما به راه خودش ادامه داد و در 11 دی 97 با یکی از اعضای کمربند کوئی پر به نام اِروکا دیدار کرد.

فضاپیمای افق های نو همچنان به راهش ادامه می دهد و احتمالا شش سال دیگر از کمربند کوئی پر خارج خواهد شد. اما آیا این کمربند مرز نهایی منظومه شمسی است؟ در پاسخ باید گفت خیر!

بیش از چهار دهه پیش دو فضاپیما به نام های ویجر1 و ویجر2 با فاصله زمانی کوتاهی از یکدیگر به فضا پرتاب شدند. این دو فضاپیما در مطالعه اجرام منظومه شمسی دستاوردهای بی نظیری داشتند. آنها در حالی که از خورشید دور می شوند همچنان در قلمرو فرمانروایی خورشید هستند.

میدان مغناطیسی خورشید تا فاصله زیادی گسترش دارد. ذرات باردار پرتاب شده از طرف خورشید نیز تحت تأثیر این میدان مغناطیسی قرار دارند. اما منطقه تحت نفوذ میدان مغناطیسی خورشید در برهمکنش با محیط میان ستاره ای محدود می گردد و به آن مرز توقف خورشیدی یا سرانجام خورسپهر می گویند. اندازه این ناحیه به میزان فعالیت های خورشیدی بستگی دارد.

در واقع خورشید دارای یک چرخه فعالیت 11ساله است. وقتی فعالیت های خورشیدی در بیشینه است میدان مغناطیسی شدت و گستردگی بیشتری دارد. فضاپیماهای ویجر1 و ویجر2 به ترتیب در سال های 1392 و 1397 از مرز توقف خورشیدی عبور کردند.

اندازه گیری هایی که این دو فضاپیما انجام دادند به وضوح نشان داد که اندازه قلمرو تحت غلبه میدان مغناطیسی خورشید متأثر از میزان فعالیت های خورشید است. اخترشناسان براساس داده های به دست آمده، هندسه میدان مغناطیسی را هم به دست آوردند که ساختار بسیار پیچیده ای دارد.

به این ترتیب با این که فضاپیماهای ویجر1 و ویجر2 حدود 44 سال است که در راهند، هنوز در قلمروی منظومه شمسی هستند. البته پیش از این دو فضاپیما نیز به نام فضاپیماهای پایونیر10 و پایونیر11 این جهت را طی نموده بودند.

در حوالی ابر اورت

اما بعد از ناحیه مغناطیده خورشیدی به عضو دیگر خانواده خورشید می رسیم: ابر اورت. از فاصله تقریبی 2000 واحد نجومی تا شاید 50هزار واحد نجومی، مجموعه ای از سنگ های آسمانی یا سیارک ها مانند ابری بزرگ، همه سیاره ها و ناحیه مغناطیده خورشید را احاطه می نمایند. در ابر اورت تعداد پرشماری از این سنگ های آسمانی حضور دارند. ممکن است بعضی از آنها تحت تأثیر جاذبه گرانشی خورشید به سمت آن کشیده شوند. اینها وقتی به نزدیک خورشید می رسند مانند دنباله داری دیده خواهند شد. اخترشناسان بر این باورند که ابر اورت می تواند خاستگاه دنباله دارها، به ویژه دنباله دارهای با دوره تناوب طولانی باشد. همه اجرام ابر اورت نیز تحت سیطره جاذبه گرانشی خورشید هستند.

به این ترتیب به نظر می رسد فضاپیماهای ویجر1 و ویجر2 اکنون رهسپار ابر اورت هستند. این دو فضاپیما در دو راستای مختلف، خارج از صفحه مداری سیاره های منظومه شمسی در حرکتند. با این سرعتی که دارند حدود 40هزار سال طول می کشد تا بتوانند در نهایت از جاذبه گرانشی خورشید خلاص شوند و به طور رسمی منظومه شمسی را ترک نمایند! راهی که بس طولانی است.

اکنون می توان تصور کرد ابعاد واقعی منظومه شمسی بسیار گسترده تر از شعاع مداری سیارات منظومه شمسی است.

با فناوری فعلی بسیار بعید است که بشر بتواند در آینده ای نزدیک فضاپیمایی را به خارج از منظومه شمسی ارسال کند.

این که ابر اورت چگونه شکل گرفته است هنوز به درستی روشن نیست. ولی به نظر می رسد منظومه شمسی در ابتدای پیدایش و تکوین، بسیار آشوبناک و متلاطم بوده است. برخوردهای بین اجرام تازه شکل گرفته زیاد رخ داده است.

اجرام کوچک تر تحت تأثیر جاذبه گرانشی سیاره های پرجرم تر به بیرون از این مجموعه رانده شدند. سپس طی میلیون ها سال، مجموعه این اجرام رانده شده مانند ابری کل مجموعه را دربر گرفتند.

اجرام کمربند کویی پر یا ابر اورت به دلیل فاصله بسیاری که از خورشید دارند، سرد و منجمد هستند. آنها معمولا دارای فعالیت درونی نیستند.

از این رو ساختار و ترکیبات آنها از بدو پیدایش در چند میلیارد سال پیش تا به امروز بدون تغییر باقی مانده است. یعنی مانند یک ماشین زمان می مانند.

با مطالعه این اجرام در بیرونی ترین بخش های منظومه شمسی، گویی پیشینه این منظومه و نحوه پیدایش آن را مطالعه می کنیم.

اخترشناسان بر همین اساس مأموریت های فضایی مختلفی را برای مطالعه سیارک ها تدارک دیده اند؛ با این حال دستیابی به اجرام ابر اورت و نمونه برداری مستقیم کاری است که به زودی قابل انجام نیست. مگر آن که دنباله داری از این ناحیه به سمت خورشید بیاید.

مسافرانی از منظومه های دیگر

طی دو سال اخیر منظومه شمسی میزبان دو مسافر کیهانی بود. این دو سنگ آسمانی با توجه به شکل و جهت گیری مدارشان بدون تردید از خارج منظومه شمسی آمده بودند.

این فرصتی استثنایی برای اخترشناسان بود. آنها می توانستند سنگ های آسمانی را مطالعه نمایند که از یک منظومه سیاره ای دیگر به سمت ما رانده شده بود. خاستگاه آنها هنوز هم یک معماست. نخستین پیغام آور کیهانی اومواموا نام گرفت و دومین پیغام آور کیهانی بوریسف نام داشت.

هر دو اینها برای مدتی قابل مطالعه بودند و به نزدیک ترین فاصله شان به خورشید رسیدند و بعد رهسپار عالم لایتناهی شدند.

قدر مسلم می دانیم خاستگاه آنها اجرام ابر اورت نبود. ولی این که چگونه وارد مظنومه شمسی شدند به درستی روشن نیست.

اخترشناسان معتقدند احتمالا تعداد بیشتری از این مسافران کیهانی در منظومه شمسی وجود دارد که هنوز امکانات رصدی برای کشف آنها کافی نیست. با شروع به کار تلسکوپ های جدید بعید نیست هر سال تعدادی از چنین اجرامی کشف شوند.

در آن صورت شاید بتوان فهمید سایر منظومه های سیاره ای چه خصوصیات و ترکیباتی دارند.به این ترتیب به نظر می رسد خاستگاه اصلی دنباله دارها یا سیارک ها، کمربند کوئی پر یا ابر اورت هستند. حدود 90سال پیش اخترشناسی به نام کلاید تومبا پیروز شد پلوتو را کشف کند.

در آن موقع کوچک ترین تصوری وجود نداشت که ورای پلوتو هم ممکن است اجرام بسیاری وجود داشته باشد. این یک سرشروع بود.

در جست وجو به دنبال سیاره نهم، اجرام فرانپتونی و البته کمربند کوئی پر کشف شدند. بعد معین شد ناحیه تحت غلبه میدان مغناطیسی خورشید گستردگی بسیار بیشتری دارد. و البته فراتر از همه اینها ابر اورت وجود دارد.

وسعت منظومه شمسی اکنون بسیار بزرگ تر از آن چیزی است که پیش از این تصور می شد. شاید هم در آینده ای نه چندان دور بخش های ناشناخته بیشتری از منظومه کشف گردد که حالا اصلا تصوری از آن نداریم!

دکتر محسن شادمهری - دانشیار گروه فیزیک دانشگاه گلستان / روزنامه وبلاگ آریابلاگ

منبع: جام جم آنلاین

به "لبه منظومه شمسی کجاست؟" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "لبه منظومه شمسی کجاست؟"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید