اتفاقی عجیب در لبه منظومه شمسی در حال رخ دادن است!

درست نزدیک به جشن هالووین، دانشمندان چیزی شبح‌وار و عجیب را کشف کرده‌اند که در لبه منظومه شمسی در حال رخ دادن است و آن این است که هلیوپوز(heliopause) که مرز بین هورسپهر یا هلیوسفر(حباب باد خورشیدی که منظومه شمسی را در بر می‌گیرد) و محیط بین ستاره‌ای و فضای عمیق(مواد میان ستارگان) است، به نظر می رسد در حال موج زدن است و زوایای مورب را به شکلی غیرمنتظره ایجاد می‌کند.

هلیوپوز بخشی از منظومه شمسی است که در معرض ذرات و یون‌های اعماق فضا قرار دارد. هلیوپوز مرز هلیوسفر یا همان ناحیه کروی اطراف خورشید است. هلیوپوز پر از میدان‌های مغناطیسی خورشیدی و باد خورشیدی است که از پروتون‌ها و الکترون‌ها تشکیل شده است.

هلیوسفر یا هورسپهر(Heliosphere) پهنه‌ای است حباب مانند که بادهای خورشیدی را دربرگرفته است. هورسپهر دربرگیرنده همه منظومه شمسی و میدان مغناطیسی خورشیدی است که کیلومترها دورتر از مدار پلوتو را در بر می‌گیرد. پلاسمایی که از خورشید به بیرون دمیده می‌شود(طوفان‌های خورشیدی) این حباب را در مقابل فشار گازهای فضای میان ستاره‌ای، هیدروژن و هلیوم مولکولی که در کهکشان راه‌شیری پخش هستند، ایجاد و حفظ می‌کند.

جریان باد خورشیدی از خورشید آغاز می‌شود و تا منطقه ضربه‌ی خروجی(Termination Shock) با سرعت پیش می‌رود تا اینکه با رسیدن به این منطقه به صورت ناگهانی از سرعت آن کاسته شود. منطقه‌ای که بعد از ضربه‌ی خروجی واقع شده ‌است به نام پوش خورشیدی(Heliosheath) شناخته می‌شود. پوش خورشیدی منطقه‌ای میانی است که مرز بیرونی آن، مرز هلیوسفر محسوب می‌شود. به مرز هلیوسفر منطقه توقف خورشیدی یا همان هلیوپوز نیز گفته می‌شود.

شکل کلی حباب هلیوسفر با توجه به فشار و چگالی گازهایی که منظومه شمسی از داخل آن عبور می‌کند و همچنین به خورشید تغییر می‌کند و به شکل یک کره دقیق و کامل نیست. کمبود داده و بکر و کاوش نشده بودن این مناطق موجب به وجود آمدن نظریه‌های زیادی برای مدل‌سازی این نواحی شده‌ است.

البته این مفهوم کلی که هلیوپوز تغییر شکل می‌دهد، جدید نیست. پژوهشگران در طول دهه گذشته تشخیص داده‌اند که هلیوپوز ثابت نیست. آنها این کشف را با استفاده از داده‌های ویجر ۱(Voyager ۱) و ویجر ۲(Voyager ۲) انجام داده‌اند. این دو فضاپیما به همراه ماهواره بین ستاره‌ای کاوشگر مرز بین ستاره‌ای(IBEX) متعلق به ناسا مطالعه می‌کند، تنها فضاپیماهایی هستند که تاکنون از هلیوسفر خارج شده‌اند.

کاوشگر مرز بین ستاره‌ای(IBEX) ناسا انتشارات اتم‌های خنثی پرانرژی(ENAs) ایجاد شده را زمانی که بادهای خورشیدی و محیط بین ستاره‌ای با هم تعامل دارند، مطالعه می‌کند.

اریک زیرنشتاین، فیزیکدان فضایی در دانشگاه پرینستون می‌گوید: فضاپیمای ویجر تنها اندازه‌گیری مستقیم و در موقعیت این مرزها را ارائه می‌دهد، اما فقط در یک نقطه از فضا و زمان این کار را انجام می‌دهد و IBEX به سر و سامان دادن به این داده‌ها کمک می‌کند.

دانشمندان از این داده‌ها برای ایجاد مدل‌هایی استفاده کرده‌اند که چگونگی تغییر هلیوپوز را پیش‌بینی می‌کند. به طور خلاصه، بادهای خورشیدی و محیط بین ستاره‌ای یکدیگر را هُل می‌دهند و پیش می‌کشند تا مرزی همیشه متحرک ایجاد کنند.

تحقیقات اخیر در مورد هلیوپوز، داده‌هایی را نشان داده است که با یافته‌های قبلی در تضاد است. ماهواره IBEX در طی یک دوره چند ماهه در سال ۲۰۱۴ درخشندگی اتم‌های خنثی پرانرژی یا ENAها را که نشان دهنده عدم تقارن در هلیوپوز است، ثبت کرده و تیم بعدا متوجه شد که این عدم تقارن با مدل‌ها ناسازگار است.

علاوه بر این، دانشمندان در بررسی داده‌های سفرهای ویجر ۱ و ویجر ۲ کشف کردند که هلیوپوز در مدت زمان بسیار کوتاهی به طرز چشمگیری تغییر کرده است. این به توضیح دلیل وجود چنین شکاف بزرگی بین ورودی دو کاوشگر به فضای بین ستاره‌ای کمک می‌کند که به ترتیب در سال‌های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۸ اتفاق افتاد. اما این نوع حرکت توسط هلیوپوز با این مدل‌ها نیز در تضاد است.

سرانجام در مقاله‌ای که در مجله Nature Astronomy منتشر شد، پژوهشگران این اختلافات را "جذب کننده و بالقوه بحث برانگیز" نامیدند.

زیرنشتاین می‌گوید، دانشمندان قصد دارند به مطالعه هلیوپوز ادامه دهند، به این امید که بینش بیشتری از کاوشگر "نقشه‌برداری و شتاب بین ستاره‌ای"(MAP) ناسا به دست آورند که یک ماهواره جدید و بهبود یافته است که می‌تواند ENAها را شناسایی کند و قرار است در سال ۲۰۲۵ به فضا پرتاب شود.

دانشمندان می‌گویند تا آن زمان ما فقط می‌توانیم درباره این پدیده شبح‌وار که در اعماق منظومه شمسی رخ می‌دهد، تامل کنیم.

۵۸۵۸