آیا حبابی از گازهای داغ منظومه‌ی ما را احاطه کرده است؟

آیا حبابی از گازهای داغ منظومه‌ی ما را احاطه کرده است؟

مدت زیادی است که منجمان در پی یافتن منشا حضور یک پرتو ایکس مشاهده‌شده‌ هستند. برخی بر این باور بوده‌اند که بادهای خورشیدی مسبب ایجاد این اشعه‌ی مشاهده‌شده است و برخی بر این باور که حباب بزرگی از گازهای بسیار داغ این اشعه را تولید می‌کند. تحقیقات جدید نشان می‌دهند که هر دوی این پدیده‌ها برای توجیه شار اشعه‌ی ایکس تابش‌شده لازمند.

از آن‌جایی که پرتو ایکس در انرژی‌های پایین مشاهده‌شده به راحتی توسط ابرهای میان-ستاره‌ای جذب می‌شود و به ما نمی‌رسد، می‌توان نتیجه گرفت که این پرتوی رصدشده از مکانی نسبتا نزدیک و یا به بیان دیگر «محلی» به ما می‌رسد (حدود ۱۰۰ پارسک از خورشید). هم‌چنین مشاهدات نشان می‌دهند که در حدود ۱۰۰ پارسکی خورشید، میزان گاز جذب‌کننده‌ی سرد نسبت به جاهای دیگر کمتر است. به همین جهت، منجمان حضور حباب بزرگی از گازهای داغ را در حفره‌ای به فاصله‌ی ۱۰۰ پارسکی خورشید پیشنهاد داده‌اند. یک دلیل پیشنهادی برای وجود چنین حبابی، انفجار یک ابرنواختر نسبتا نزدیک به ما در صدها هزار یا میلیون‌ها سال پیش است که منطقه‌ای را به وجود آورده است که میزان کمی هیدروژن خنثی و به جای آن گازهای بسیار داغ میلیون کلوینی دارد. این حباب، خورشید و ستاره‌های نزدیک دیگر را در بر می‌گیرد.

مخروط متمرکز هلیوم که بر اساس مدل چگالی میان-ستاره‌ای هلیوم کشیده شده است. مدارهای کپلری هلیوم، مدار زمین، و هندسه‌ی دو کاوشگر DXL و ROSAT نشان داده شده‌اند.

مخروط متمرکز هلیوم که بر اساس مدل چگالی میان-ستاره‌ای هلیوم کشیده شده است. مدارهای کپلری هلیوم، مدار زمین، و هندسه‌ی دو کاوشگر DXL و ROSAT نشان داده شده‌اند.

از طرف دیگر، هنگامی که باد خورشیدی یونیزه با گاز خنثی برخورد می‌کند، الکترون از یک اتم خنثی می‌تواند به مدار خارجی یک یون جهش کند که به این فرآیند «تبادل بار» گفته می‌شود. این الکترون سپس می‌تواند به لایه‌ی درونی یون جهش و اشعه‌ی ایکس تابش کند. برای اندازه‌گیری میزان شار این تبادل بار در فضای میان-ستاره‌ای می‌توان کاوشگرهایی را به فضای خارج از جو فرستاد. در دسامبر ۲۰۱۲، ماموریت موشک DXL۱  بدین منظور به منطقه‌ای از فضا که چگالی گاز خنثای نسبی بیشتر و در نتیجه آهنگ تبادل بار بیشتری دارد، فرستاده شد. گاز میان‌-ستاره‌ای خنثی با سرعت ۲۵ کیلومتر بر ساعت در منظومه‌ی شمسی حرکت می‌کند که این جریان به دلیل حرکت خورشید در یک ابر میان-ستاره‌ای کوچک اتفاق می‌افتد. جریان این ماده که بیشتر از اتم‌های هیدروژن و حدود ۱۵٪ هلیوم تشکیل شده است، در طول ۳ درجه و عرض ۱۵ درجه در مختصات کهکشانی است. زمین در اوایل دسامبر در این راستا قرار می‌گیرد. مسیر اتم‌های هیدروژن خنثای میان-ستاره‌ای را نیروی گرانش خورشید تعیین می‌کند که منجر به ایجاد مدارهای هذلولوی کپلری می‌شود و مخروطی با چگالی نسبی زیاد که حدودا ۶ درجه از صفحه‌ی دایره‌البروج پایین‌تر است شکل می‌دهد (شکل ۱ را ببینید). از طرف دیگر، هیدروژن میان-ستاره‌ای نیز تحت تاثیر یونش و فشار تابشی قرار گرفته و یک حفره‌ی هیدروژن خنثی دور خورشید ایجاد می‌کند.


کاوشگر DXL در اوایل دسامبر پرتو ایکس تابش‌شده از این مخروط هلیومی را به دقت بررسی کرده است. پژوهشگران این مقاله، نتایج DXL را با مشاهدات مساحی ROSAT که خیلی قبل‌تر در سپتامبر ۱۹۹۰ توسط ناسا انجام شده بود مقایسه کرده‌اند. هم‌چنین این اندازه‌گیری‌ها با مدل‌های دقیق توزیع ماده‌ی میان-ستاره‌ای خنثی مقایسه شده‌اند. نتایج این مقایسات دقیق نشان می‌دهند که تبادل بار مربوط به بادهای خورشیدی منجر به تابش حدود ۴۰٪ از کل شار پرتو ایکس مشاهده‌شده می‌شود و باقی آن ناشی از تابش میان‌-ستاره‌ای است که ایده‌ی وجود یک حباب گازی داغ با شعاعی حدود ۱۰۰ پارسک را تقویت می‌کند. وجود ۴۰٪ شاری که مربوط به بادهای خورشیدی است نیز نشان می‌دهد که چگالی گاز حباب داغ نیز از آن‌چه قبلا تخمین زده می‌شد می‌بایست کمتر باشد.

حضور حباب گازی داغ نقش بسیار مهمی در شناخت ما از ماده‌ی میان‌ستاره‌ای در کهکشان راه شیری و هم‌چنین شکل‌گیری ستارگان و تحول کهکشان دارد.

۱. DXL: Diffuse X-rays from the Local galaxy

عنوان اصلی مقاله:
The origin of the ‘local’ 1/4 keV X-ray flux in both charge exchange and a hot bubble
نویسندگان:
M. GaleazziM. ChiaoM. R. CollierT. CravensD. KoutroumpaK. D. KuntzR. LallementS. T. LepriD. McCammonK. MorganF. S. PorterI. P. RobertsonS. L. SnowdenN. E. ThomasY. UpretyE. UrsinoB. M. Walsh
این مقاله در نشریه‌ی Nature چاپ شده است.
لینک مقاله‌ اصلی: http://arxiv.org/abs/1407.7539

گردآوری: آزاده کیوانی

دسته‌ها: مقالات روز
برچسب‌ها: اخترفیزیک, خورشید

درباره نویسنده

آزاده کیوانی

پژوهشگر پَسادکترا در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا است که در زمینه‌ی اخترفیزیک ذره‌ای پژوهش می‌کند. در حال حاضر عضو تیم تحقیقاتی AMON و هم‌چنین عضو رصدخانه‌ی نوترینوی IceCube است. او در سال ۲۰۱۳ دکترای خود را در رشته‌ی اخترفیزیک از دانشگاه ایالتی لوییزیانا گرفته است و در طول تحصیلات تکمیلیش عضو رصدخانه Pierre Auger بوده است. پروژه‌ی دکترای او بررسی تأثیرات میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری بر روی انحراف پرتوهای کیهانی پرانرژی در راستای شناخت منشأ و نوع این ذرات بوده است.

دیدگاه‌ها

  1. حسن
    حسن ۱۳ مرداد, ۱۳۹۳، ۰۹:۵۹

    خیلی عالی بود. کوتاه و مفید و مختصر. با اجازه رفرنس میدم به این نوشته

    پاسخ به این دیدگاه
  2. محمد حسین
    محمد حسین ۲۲ مرداد, ۱۳۹۳، ۲۰:۳۹

    ممنون، خیلی جالب بود. میشه منبعی در خصوص این جریان گاز مخروطی پشت سر خورشید معرفی کنید؟ فکر نمی کردم همچین چیزی وجود داشته باشه.

    پاسخ به این دیدگاه
  3. امین
    امین ۴ شهریور, ۱۳۹۳، ۱۳:۵۶

    البته وجود حباب محلی تقریبا از سال ۱۹۷۰ به بعد مسجل شده و حتی سال ۲۰۱۰ شکل سه بعدی اون هم بیرون اومد و بر اساس تابش های X-ray دمای گاز درون حباب یک میلیون کلوین تخمین زده شده و نکته جالب این حباب اینه که تقریبا هیچ چیز نمی تونه درون این حباب توی این دما زنده بمونه

    پاسخ به این دیدگاه
    • آزاده کیوانی
      آزاده کیوانی نویسنده ۲۴ شهریور, ۱۳۹۳، ۰۳:۴۳

      وجود حباب محلی از حدود سال ۱۹۷۰ مطرح شده و هیچ وقت مسجل نشده؛ هنوز هم بعضی از منجمان اعتقاد به وجود تبادل بار برای توضیح پرتو ایکس مشاهده‌شده دارند. طبق این مقاله، این حباب وجود داره و تبادل بار مربوط به بادهای خورشیدی منجر به تابش حدود ۴۰٪ از کل شار پرتو ایکس مشاهده‌شده می‌شود.

      پاسخ به این دیدگاه
  4. شایان
    شایان ۲۳ شهریور, ۱۳۹۳، ۰۸:۳۴

    یعنی حباب الآن داره سرد میشه؟ و همینجور منبسط میشه تا آخرش که دیگه تموم بشه؟

    پاسخ به این دیدگاه
    • آزاده کیوانی
      آزاده کیوانی نویسنده ۲۴ شهریور, ۱۳۹۳، ۰۳:۴۱

      این حباب‌ها در واقع شامل گازهایی هستند که در اثر وقایع آشوبناک در کهکشان به وجود آمدند؛ مثلا در اثر انفجار یک ابرنواختر در کهکشان، مواد در همه جهت پخش شدند و به شکل یک حباب حول کهکشان به تعادل رسیدند. این گازها به مرور می‌توانند دمایشان را از دست بدهند اما یک انفجار ابرنواختری دیگر در کهکشان می‌تواند مواد جدیدی به خارج کهکشان بفرستد که منجر به شکل‌گیری مجدد و گرم شدن حباب‌ بشوند.

      پاسخ به این دیدگاه
  5. اكبر محمدزاده
    اكبر محمدزاده ۲۴ شهریور, ۱۳۹۳، ۱۳:۳۸

    شعاع صد پارسک ۳۲۶سال نوری خواهد بود از فاصله چند هزار ستاره همسایه آن طرفتر می افتد باد خورشیدی نمی تواند تا این شعاع حضور داشته باشد.
    بر اساس نتایج تحقیقات موجود باد خورشیدی با سرعت بین ۲۵۰ تا ۷۰۰کیلومتر در ثانیه فضای بین ستاره ای را در مسیر مشابه پیچوار ارشمیدس طی می کند .لطفا سرعت سیر باد خورشیدی را اصلاح فرمائید.
    لطفا صد پارسک را به صد واحد نجومی تغییر دهید .منظومه شمسی تا صد واحد نجومی (شعاع مدار زمین )یا ابر کوئیپر ادامه دارد.در ورای ابر کوئیپر تا ابر اوورت سیاره یا ستاره ای نیست .
    ابر محلی که منظومه شمسی را بوجود آورده ۱۰۰۰۰واحد نجومی AUشعاع داشته است.از ابر اوورت تا ستاره قنطورس فاصله ۴ سال نوری است.
    یاد آوری می شود واحد نجومی پارسک بر اساس تعریف ارتفاع مثلثی است به قاعده مدار زمین و زاویه راس یک ثانیه قوسی که طول ۳٫۲۶ سال نوری را حاصل می نماید

    پاسخ به این دیدگاه
    • آزاده کیوانی
      آزاده کیوانی نویسنده ۲۴ شهریور, ۱۳۹۳، ۲۲:۲۴

      باد خورشیدی قرار نیست تا اون فاصله برسه! برای توضیح پرتو ایکس مشاهده‌شده، دو توجیه کلی وجود داره:
      ۱. تبادل بار مربوط به بادهای خورشیدی،
      ۲. وجود حبابی از گازها در کهکشان.
      دو موضوع و پدیده‌ی مجزا هستند برای توضیح پرتو ایکس رصد شده‌ای که کسی منبعشون رو به درستی نمی‌شناخته.

      پارسک و سال نوری به راحتی قابل تبدیلند و ارجحیتی بر همدیگر ندارند. در آکادمی و نجوم فراکهکشانی عموما از واحد پارسک استفاده می‌شود.

      پاسخ به این دیدگاه
  6. شادنيا
    شادنيا ۱۲ مهر, ۱۳۹۳، ۱۷:۱۸

    سپاس از نوشته هایتان و کوشش در راه آگاهی بخشی همگانی.
    شادنیا

    پاسخ به این دیدگاه
  7. محمد .بچه ی جنوب
    محمد .بچه ی جنوب ۸ شهریور, ۱۳۹۴، ۱۵:۵۹

    من مدتها بود که در جستوجوی سایتی بود که طور تخصوصی به به موضوعات مختلف نجومی بپردازد و فقط صرفا دست کپی کاری از مطالب سایتها و منابع دیگر نزند….
    بسیار خوشحال هستم که امروز با شما آشنا شدم.

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*