بر اساس پژوهشی جدید، ذرات هیدروژنی که از خارج به منظومه شمسی برخورد می‌کنند، می‌توانند در تعیین شکل حباب محافظ اطراف خورشید ما و سیارات آن نقش مهمی داشته باشند.

ستاره‌شناسان می‌گویند این حباب، که به خورسپهر (heliosphere) معروف است، از سیارات منظومه شمسی‌ ما در برابر تابش‌های قوی کهکشانی، مانند تابش ابرنواختران (ناشی از انفجار نهایی ستارگان در حال مرگ در سراسر کیهان)، محافظت می‌کند.

محققان می‌گویند اگر این لایه محافظ در برابر تابش‌های قدرتمند کیهانی نبود، مخاطرات زندگی روی زمین و همچنین مخاطرات فضانوردی افزایش می‌یافت.

در حالی که محققان قبلاً معتقد بودند حباب مغناطیسی اطراف منظومه شمسی شبیه به دم یک ستاره دنباله‌دار است، یعنی لبه جلویی گرد و دنباله‌ای طولانی در پشت دارد، داده‌های به دست آمده در طیف وسیعی از ماموریت‌های متعدد ناسا در سال گذشته نشان می‌دهد که این حباب بیشتر شبیه «کروسان» (نان شیرینی هلالی شکل) توخالی است.

طبق این تحقیق جدید، که در روز جمعه، ۳ دسامبر(۱۲ آذر)، در مجله اخترفیزیک (Astrophysical) منتشر شد، ذرات هیدروژن خنثی- به این دلیل که بار مثبت و منفی مساوی دارند- شکل خورسپهر را تعیین می‌کنند.

جیمز دریک، اخترفیزیک‌دان دانشگاه مریلند و یکی از نویسندگان این تحقیق، در بیانیه‌ای گفت: «حباب تولید شده توسط خورشید که ما را احاطه کرده است، از ما در برابر پرتوهای کهکشانی کیهانی محافظت می‌کند، و شکل آن می‌تواند روی نحوه ورود این پرتوها به خورسپهر تأثیر بگذارد.»

آیا در حبابی به شکل کروسان زندگی می‌کنیم؟

محققان مدل پف‌دار جدیدی برای شکل خورسپهر خورشید یا همان حباب مغناطیسی محاط بر منظومه شمسی ما ساخته‌اند.

توییتر ناسا(@NASA)  ۶ اوت ۲۰۲۰ (۱۶ مرداد ۱۳۹۹)

دکتر دریک افزود: «نظریه‌های زیادی وجود دارد، اما بی‌تردید نحوه ورود پرتوهای کهکشانی کیهانی می‌‌تواند تحت تأثیر ساختار خورسپهر باشد؛ یعنی آیا چین و چروک، شکنج، یا چیزهایی از این دست دارد؟»

اخترشناسان در این تحقیق پرتابه‌های دوگانه موادی را تجزیه و تحلیل کردند که از قطب‌های خورشید جاری می‌شوند و مسیر حرکت آن‌ها بر اساس برهم‌کنش میدان مغناطیسی خورشیدی با میدان مغناطیسی بین ستاره‌ای شکل می‌گیرد.

محققان می‌گویند این پرتابه‌ها ناپایدارند و بر اثر میدان مغناطیسی بین ستاره‌ای، به شکل کروسان انحنا یافته‌اند.

مراو اوفر، اخترفیزیک‌دان دانشگاه بوستون، می‌گوید: «این پرتابه‌ها را به شکل ستون‌های نامنظم می‌بینیم، و [اخترفیزیک‌دانان] سال‌ها متعجب بودند که چرا این شکل‌ها ناپایدارند.»

محققان با استفاده از الگوسازی رایانه‌ای دریافتند که وقتی ذرات هیدروژن خنثی از الگوی شبیه‌سازی شده خارج می‌شوند، پرتابه‌هایی که از خورشید می‌آیند «فوق‌العاده پایدار» می‌شوند.

دکتر اوفر می‌گوید وقتی این ذرات را دوباره سر جای خودشان گذاشتند، «همه‌چیز تاب برداشت و محور از جای خود درآمد، و این یعنی چیزی درون پرتابه‌های خورسپهری به حالت ناپایداری رسیده است.»

این محققان می‌گویند که این نوع ناپایداری می‌تواند باعث ایجاد اغتشاش در بادهای خورشیدی و پرتابه‌های ساطع از خورشید شود، و می‌تواند موجب شود که شکل خورسپهر از هم گسیخته و هلالی شود.

اخترفیزیک‌دانان هنوز شکل واقعی خورسپهر را واقعاً رصد نکرده‌اند، اما الگوی دکتر اوفر نشان می‌دهد که بارش هیدروژن خنثی بر سراسر منظومه شمسی باعث می‌شود خورسپهر نتواند همانند ستاره‌ دنباله‌دار به صورت یکنواخت جاری شود.

اکنون می‌توانید شماره ژوییه را بخوانید. 

عکس روی جلد- شبیه‌سازی خورسپهر ام‌اچ‌دی که در مقاله مراو اوفر منتشر شده است.

توییتر نیچر استرانومی(@NatureAstronomy) ، ۱۳ ژوییه ۲۰۲۰ (۲۳ تیر ۹۹)

دکتر دریک معتقد است این الگو «برای اولین بار توانست علت روشنی برای شکستگی‌های شکل خورسپهر در ناحیه شمالی و جنوبی پیدا کند، و می‌تواند بر درک ما از نحوه رسیدن پرتوهای کهکشانی کیهانی به زمین و محیط اطراف آن تأثیر بگذارد.»

دکتر اوفر می‌گوید: «این یافته کشف بسیار مهم و بزرگی است و واقعاً ما را در مسیر کشف این نکته قرار می‌دهد که چرا در الگوی ما، خورسپهر آشکارا هلالی‌شکل است ولی در الگوهای دیگر این طور نیست.»