برای اولین بار یک معجون از آب و یخ و مواد آلی، به طور مستقیم بر روی سطح یک سیارک دیده شد. این یافته، نظریهای را تقویت میکند که ادعا دارد که منشا آب و حیات بر روی زمین، نه خود سیاره ما که سیارکهایی بودهاند که در روزهای جوانی زمین با آن برخورد کردهاند، و به این ترتیب اخترشناسان هم باید در مورد مدلهای سنتی خود از نحوه تکامل منظومه شمسی دوباره فکر کنند.
به گزارش نیچر، مدتها تصور میشد که سیارکها که در کمربند بین مریخ و مشتری قرار دارند؛ اجسام سنگی هستند که به دلیل فاصله کمی که از خورشید دارند نمیتوانند حاوی آب باشند. ولی در مقابل، دنبالهدارها، که خیلی دورتر از نپتون شکل میگیرند، سرشار از یخ هستند، یخی که هنگام نزدیک شدن دنبالهدار به خورشید، سبب تشکیل دنبالهای از گازهای تبخیر شده و گرد و غبار در پشت سر دنبالهدار میشود. ولی، به گفته اندرو ریوکین از اخترشناسان آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز در لورل مریلند، این تمایز در سال 2006 و با کشف اجسام کوچکی در کمر بند سیارکی با دنبالههایی شبیه دنبالهدارها، به چالش کشیده شد.
برای
بررسی ترکیب این «سیارکهای دنبالهدار»، ریوکین و همکارش جاشوا امری از
دانشگاه تنسی در ناکسویل، تلسکوپ فروسرخ موناکی در هاوایی را به سوی سیارک
24 Themis چرخاندند؛ که جسم مادری بود که از آن دو سیارک کوچکتر
دنبالهدار مانند مشاهده شده در سال 2006 جدا شده بودند. امری و ریوکین در
طول 6 سال 7 بار طیف تمیس 24 را اندازه گیری کردند، و هر بار قسمت متفاوتی
از سطح سیارک را بررسی کردند. خود تمیس به گروهی از سیارکها تعلق دارد که
مدتها پیش از این و در اثر شکست یک سیارک بزرگتر تشکیل شدند.
آنها نواری را در طیف جذبی نور بازتابیده شده از سطح آن یافتند که نشان دهنده وجود دانههای پوشیده شده با یخ بود، افزون بر آن نشانههایی از اتصالات کربن- هیدروژنی را یافتند که نشان دهنده وجود مواد آلی است.
ریوکین میگوید: «اخترشناسان با این روش، دهها سیارک را بررسی کرده بودند، ولی این اولین باری است که ما یخ و مواد آلی را روی سطح سیارک پیدا میکنیم».
نتیجه به طور مستقل توسط گروهی به رهبری هومبرتو کمپینز از دانشگاه فلوریدا در اورلاندو تایید شد. او و همکارانش در یک شب به مدت 7 ساعت تمیس 24 را مشاهده کردند، یعنی به مدت یک دور کامل سیارک به دور محور خود. کمپینز میگوید: «ما سیاره را تقریبا از هر زاویه ممکن مشاهده کردیم و به طور کامل آن را بررسی کردیم». او و گروهش نیز نتایج تحقیق خود را در هفته جاری در نیچر منتشر کردند.
ژولی کاستیلو روگز، اخترشناسی از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا این یافتهها را «سترگ» توصیف میکند. او میگوید: «این پاسخی است به سوالی قدیمی در مورد این که آیا در کمربند سیارکی آب وجود دارد یا خیر؟»
اختلال یخیاز آنجا که
تمیس 24 تنها 479 میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد (فقط سه برابر فاصله
زمین از خورشید!)، این شگفت انگیز است که یخ روی سطح آن تبخیر نشده است.
گمان هر دو گروه این است که شاید یخ بیشتری زیر سطح سیارک پنهان باشد، که
در معرض نور خورشید قرار ندارد، و این که این یخ به آرامی و در اثر برخورد
سیارک با اجسام کوچک داخل کمربند به سطح میآید، و جایگزین یخ تبخیر شده
قبلی میشود.
این یافتهها نظریهای را تقویت میکند که بیان میدارد که سیارکها و دنبالهدارها منشا آب و مواد آلی رو ی سطح زمین هستند. به گفته کمپینز، ژئوشیمیدانها فکر میکنند که زمین در روزهای اولیه خود در حالت گداخته و مذاب بود، در نتیجه هیچ مولکول آلی نمیتوانست در آن شکل بگیرد، در نتیجه مواد آلی جدید باید در زمانی بعد از سرد شدن سیاره به آن آمده باشند. او میگوید: «به عقیده من یافته ما به منشا حیات در روی زمین ارتباط دارد».
ولی دامنه تاثیرات این یافته از منظومه شمسی هم بیرون میرود. به گزارش پاپساینس، امری میگوید: «اکنون مشخص شده که هنگام تشکیل منظومه شمسی، یخ تا کمربند سیارکی هم پیش رفته است. با گسترش این دیدگاه جدید به مدارهای سیارهای حول ستارگان، میتوان احتمال داد که قطعات بنیادین حیات (آب و مواد آلی) شاید در نزدیکی منطقه قابل زیست هر ستارهای، معمولتر از آن چیزی باشند که ما فکر میکنیم.
به گفته کاستیلو روگز، برای ارزیابی باورپذیری این سناریو، اخترشناسان باید تعیین کنند که آیا ساختار تمیس 24 مانند عموم دیگر سیارکها است یا نه، اگر چنین است، آنها دقیقا چه چیزهایی دارند. یک اولویت باید این باشد که به دنبال یخ در سیارکهای نزدیک زمین بگردند، کاری که میتوان با استفاده از ماموریتهای برنامه ریزی شده روباتی و انسانی ناسا انجام داد. «اگر ما نمونههای یخ را که حاوی نسبت مشابهی از دوتریوم (هیدروژن سنگین تشکیل شده از یک نوترون و یک پروتون) در مقایسه با آب روی زمین هستند پیدا کنیم، این میتواند مدرک محکمی باشد».
ولی، ریوکین به این احتمال هم اشاره میکند که شاید هم تمیس 24 یک عضو معمول کمربند سیارکی نباشد؛ میتواند یک جرم بیرونی باشد که به همراه دنبالهدارها از آن سوی نپتون آمده است، و در این کمربند گیر کرده است. اگر اینگونه باشد، این میتواند به خوبی با مدل تکاملی "Nice model" منظومه شمسی انطباق داشته باشد. این مدل که در سال 2005 ارائه شد، ادعا میکند که سیارههای بزرگ (مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون) و سیارکها بعد از شکل گیری به مدار فعلی خود مهاجرت کردهاند.
حتی اگر هم اینگونه باشد، به گفته ریوکین: «نگهداشتن تصویر قدیمی منظومه شمسی که در آن سیارکها از سنگ هستند و دنبالهدارها هم از جنس یخ، هر روز سختتر میشود».
نتایج این پژوهش در آستانه کنفرانس دوسالانه علوم زیست اخترشناسی در نزدیکی هوستون منتشر شده است. استیو اسکویرز، یک اخترشناس از دانشگاه کرنل در ایتاکا، اشاره میکند که این یافته میتواند علاقه به فرود بر روی یک سیارک در ماموریتهای فضایی آتی را بیشتر کند.
اسکویرز در جریان یک تلهکنفرانس ناسا در هفته گذشته گفت: «ما مشخصا باور داریم که در دسترس بودن آب و مواد آلی، شرایط لازم برای منشا حیات و بقا محسوب میشوند. ما باید به جایی برویم که دادهها ما را به آن هدایت میکنند».
احتمالا حتی استیون هاوکینگ هم به رغم هشدارهای تازهاش در مورد مخاطرات حیات در خارج از منظومه شمسی، با این کار موافق خواهد بود.
ده هفته پس از پرتاب، رصدخانه دینامیک خورشید خورشیدی ناسا چشمان خود را به روی خورشید گشود و برای نخستین بار، جزئیات زندگی تنها ستاره منظومه شمسی را در حالت واقعی به تصویر کشید. فیلم و تصاویر منتشرشده از ناسا را در ادامه ببینید.
حلقههای آتشین از گازهای یونیزه که از سطح خورشید فوران میکنند، مهمترین رویدادی است که در نخستین فیلم گرفته شده از خورشید مشخص شده است. این برای نخستین بار است که دانشمندان میتوانند جزئیات فرایندهای خورشید و تغییرات میدان مغناطیسی آنرا در هر لحظه ثبت کنند و شرایط این ستاره را با دقت بهتری پیشبینی کنند.
تا پیش از این، ماهوارهها و رصدخانههای خورشیدی فراوانی به فضا ارسال شده بود، اما هیچکدام از آنها نمیتوانستند همزمان، تمام سطح خورشید را با دقت دلخواه رصد کنند. این درحالی است که رصدخانه دینامیک خورشیدی 808 میلیون دلاری یا اِس.دی.او هر 10 ثانیه یک بار، چهار تصویر بسیار پرکیفیت در چهار طولموج مختلف از سطح خورشید میگیرد و آنها را با سرعت 130 مگابیت بر ثانیه به زمین ارسال میکند. از ترکیب این حجم عظیم اطلاعات، فیلمی با استاندارد کیفیت IMAX آماده میشود که زندگی لحظه به لحظه خورشید را طی پنج سال آینده به تصویر میکشد.
یکی از ابزارهای علمی اس.دی.او، مجموعه تصویربرداری اتمسفری، اِی.آی.اِی است که از 4 تلسکوپ برای مطالعه سطح و جو خورشید استفاده میکند. اِی.آی.اِی توانسته حلقهای عظیم از گازهای داغ را ثبت کند که به بیرون پرتاب میشود. این پدیده که زبانه خورشیدی نام دارد، در اثر میدانهای مغناطیسی خورشید ایجاد میشود که منشا و رفتار آنها هنوز به خوبی درک نشده است.
اس.دی.او همچنین توانسته است مناطق دیگری را روی خورشید شناسایی کند که مقدار زیادی انرژی از آنها آزاد میشود. ابزار اچ.ام.آی یا تصویربرداری مغناطیسی و لرزهسنجی نام دارد، توانسته شرارههای خورشیدی را در سطح این ستاره شناسایی کند که در فیلم به نمایش درآمده از سوی ناسا، همان نقطه درخشانی است که در بخش بالا-چپ خورشید واقع شده است.
به دنبال این شراره، موجی از انرژی و ماده به بیرون آزاد میشود که مواد لایههای بیرونی جو خورشید را داغ میکند و آنها را در حجم وسیعی به بیرون پرتاب میکند. در این رویداد که فوران مواد تاج، سی.اِم.ای نامیده میشود، اگر این مواد در مسیر زمین قرار بگیرند، میتوانند به راحتی ماهوارهها را از کار بیاندازند، فضانوردان خارج از ایستگاه فضایی را با خطر مرگ روبرو کنند و شبکههای مخابراتی و انتقال برق را در عرضهای شمالی زمین با اختلال شدید روبرو کنند. البته ورود آنها به میدان مغناطیسی زمین، پدیده زیبای شفق قطبی را در مناطق قطبی به همراه خواهد داشت.
در این رویداد که 30 ثانیه طول کشیده، ماده فراوانی به اندازه گنجایش رودخانه میسیسیپی آزاد شده که با سرعت یکونیم میلیون کیلومتر در هر ساعت به سوی زمین حرکت میکند. این سرعت در مقایسه با سرعت نور، خیلی زیاد نیست و به همین دلیل، دانشمندان همیشه خورشید را زیر نظر دارند تا اگر وقوع این پدیده را دیدند، از فاصله زمانی صد ساعته (تقریبا 4 روزه) برای رسیدن این طوفان خورشیدی به زمین استفاده کنند و ماهوارهها، شبکههای ارتباطی و فضانوردان را در شرایط ایمنی قرار دهند.
اِی.آی.اِی این فوران را در محدودهای از طولموجها مشاهده کرد که متناظر با محدودههای دمایی از 80هزار تا 10 میلیون درجه سانتی گراد است و در فیلم منتشرشده از سوی ناسا با رنگهای مختلف به نمایش درآمده است. با انتشار موج در سطح خورشید، میتوان تغییرات رنگ را دید که نشان میدهد گاز به سرعت داغ میشود.
اتفاق بیسابقهای در کیهان و نزدیک به کهکشان راهشیری رخ داده است. یک شیء ناشناخته در کهکشان M82 که در همسایگی کهکشان ما قرار دارد، شروع به ارسال امواج رادیویییی کرده است که به هیچکدام از امواجی که پیش از این از کیهان دریافت شدهاند، شبیه نیست.
به گزارش نیوساینتیست، تام
ماکسلو از مرکز اخترفیزیک جودرل بنک که یکی از کاشفان این پدیده است،
میگوید: «ما هنوز چیزی در مورد این امواج و منشاء آنها نمیدانیم». او و
همکارانش اولینبار حدود یکسال پیش و در حین دیدهبانی انفجار ستارهای
نامرتبتی در کهکشان M82 با استفاده از شبکه رادیوتلسکوپهای مرلین در
انگلستان با این امواج برخورد کردند. یک لکه نورانی حاصل از گسیل این امواج
رادیویی تنها چندروز توسط دستگاهها شناسایی و بسیارسریع - از دیدگاه
نجومی - ناپدید شد. از آن زمان به بعد این امواج ظهور بسیارمحدودی
داشتهاند و باعث سردرگمی متخصصان اخترفیزیک شدهاند.
امکان ندارد این امواج از ابرنواخترها ارسال شده باشند: امواج ارسالشده از ابرنواخترها طی چند هفته مرتب روشن و روشنتر میشوند و سپس در حالی برای ماهها ناپدید میشوند که طیف تشعشع آنها دائم در حال تغییر است. این در حالی است که روشنایی منبع رادیویی جدید طی یکسال گذشته تغییرات بسیاراندکی داشته و طیف آن نیز ثابت مانده است.
سریعتر از نور؟
هنوز هم به نظر میرسد که این
امواج با سرعت سرسامآوری در حرکت باشند، سرعت حرکت آنها چیزی حدود
چهاربرابر سرعت نور تخمینزده شده است. آیا چنین چیزی امکان دارد؟ پیش از
اینهم در مورد سیاه چالهها چنین فرضی وجود داشت، ذرات این سیاهچالهها
با زاویهای بسته و سرعتی نزدیک به سرعت نور در حرکت بودند و قانون نسبیت
باعث میشد خطای باصره ایجاد شود.
آیا باز هم این امواج میتوانند از طرف یک سیاهچاله ارسال شده باشند؟ این امواج از مرکز کهکشان M82 ارسال نمیشوند و همین این فرض را که جرم ناشناخته، سیاهچاله عظیم مرکزی این کهکشان باشد- همانطور که در کهکشانهای دیگر انتظار داریم- رد میکند. اما شاید این جرم بتواند یک «ریزاختروش» باشد.
اختروش چیست؟اختروش در
لغت به معنی شبهستاره است. اخترشناسان در آغاز قرن بیستم، اجرام بسیار
پرنوری را در آسمان کشف کردند که در ظاهر شبیه به ستارگان کهکشان خودمان،
راهشیری بودند؛ اما وقتی توانستند طیف آنها را بدست آورند، متوجه شدند این
اجرام با سرعت بسیار بسیار زیادی از ما دور میشوند و درنتیجه، فاصله آنها
از مرتبه چند میلیارد سال نوری است.
امروز، میدانیم که اختروشها درواقع هستههای فعال کهکشانهای دوردست هستند که یک ابرسیاهچاله در مرکز آنها واقع است. گرانش عظیم این ابرسیاهچاله که حداقل چند میلیون برابر خورشیدی سنگینی دارد، تودهای عظیم از مواد میان ستارهای را در اطراف خود به گردش درمیآورد؛ به طوریکه دمای آنها به میلیونها درجه میرسد و موجب میشود که پرتوهایی بسیار پرانرژی از خود منتشر کنند. بخشی از این پرتوها نیز به صورت دو جت از قطبین قرصی که مواد در آن گردش میکنند، به بیرون فوران میکند. اگر در امتداد یا نزدیک به امتداد این جت قرار داشته باشید، درخشندگی آن به قدری زیاد است که تمام کهکشان و اجرام درون آن را محو میکند و حتی از فاصله چند میلیارد سال نوری، شبیه به ستارگان کهکشان به نظر میرسند.
اما «ریزاختروش»ها زمانی به وجود میآیند که ستاره بسیارعظیمی از هم بپاشد و از انفجار آن سیاهچالهای 10 تا 20 مرتبه بزرگتر از خورشید به جا بماند و پس از آن شروع به بلعیدن غبار و گاز از اطراف ستاره همدم باقیمانده کند. ماکسلو میگوید: «ریزاختروشها هم از خود امواج رادیویی ساطع میکنند، اما پرتوهای ارسالشده از هیچ یک از ریزاختروشهای کهکشان راهشیری تاکنون به اندازه این منبع جدید نورانی نبودهاند. آنها علاوه بر این حجم عظیمی از پرتوهای ایکس را تولید میکنند که به نظر میرسد این جرم امکان تولید و ارسال پرتوی ایکس را ندارد. احتمالا فرض ریزاختروش بودن این جرم هم نادرست است».
هنوز هم محتملترین حدس اخترشناسان در مورد منبع این امواج رادیویی جرمی متراکم مانند یک سیاهچاله است که از تلفیق مواد دربرگیرندهاش تشکیلشده، شاید هم سیاهچالهای است که در محیط دور از انتظار به وجود آمده است. شاید این پدیده بتواند گاهی در کهکشان ما هم رخ بدهد، اما احتمال آن در M82 که یک کهکشان «فوقستارهساز» است، به مراتب بیشتر است. چرا که بنا به ماهیت این کهکشان سرعت ایجاد و از میانرفتن ستارگان عظیم در آن بسیاربیشتر از کهکشان راهشیری است و در نتیجه سیاهچالههای بیشتری هم خلق خواهند شد.
یک عدسی گرانشی زمانی شکل میگیرد که نور یک منبع دور دست و درخشان مثل کوازار در اطراف یک شی پر جرم مانند یک خوشه کهکشانی خمیده میشود. این پروسه که عدسی گرانشی شدن نامیده میشود یکی از پیش بینیهای نسبیت عام انیشتین است.
تعریف :
جاذبه یک شی پر جرم مثل خوشه کهکشانی یا سیاه چاله باعث پیچش فضا-زمان و خمیدگی تمام اجزا داخل آن شامل مسیرهای طی شده به وسیله نور از روی یک منبع پس زمینه درخشان میشود.
این عدسیها گرانشی همانند درهای شیشهای هستند.اگر این درها بسیار تمیز باشند و بازتابی در آنها دیده نشود، نمی فهمیم دری در آنجا وجود دارد و فقط میتوانیم از تاثیری که روی نور دارند به وجود آنها پی ببریم. یعنی چشم ما درک میکند که نور در خارج دچار خمیدگی شده است و متوجه میشویم چیزی آن را خمیده کرده است.
این مطلب هم مدت زمانی را که طول میکشد نور به ناظر برسد، تغییر میدهد و هم میتواند باعث بزرگ شدن و تحریف منبع پس زمینه شود.
بر خلاف یک عدسی نوری، حداکثر خمیدگی در نزدیک ترین فاصله و حداقل خمیدگی در دورترین فاصله از مرکز یک عدسی گرانشی اتفاق میافتد. در نتیجه یک عدسی گرانشی یک نقطه کانونی منفرد ندارد بلکه یک خط کانونی دارد. اگر منبع(نور)، شی پر جرم تولید کننده عدسی و ناظر در یک خط مستقیم قرار گیرند منبع اصلی نور به صورت حلقهای در اطراف شی پر جرم تولید کننده عدسی ظاهر خواهد شد.
این پدیده اولین بار در سال 1924 توسط " اورست چالسون" مورد توجه قرار گرفت و توسط آلبرت انیشتین در 1936 به صورت کمی بیان شد. از آنجایی که چاسون هیچ وقت خود را درگیر بررسی شعاع و تحولات این حلقه نکرد، حلقه را به نام "حلقه انیشتین" لقب دادند.
معمولا، اگر عدسی کمی از محل مناسب منحرف شود منبع به نیم کمانهایی شباهت پیدا میکند که در اطراف عدسی پراکنده شده اند. ناظر ممکن است از یک منبع چندین تصویر را مشاهده کند، که تعداد و شکل اینها به ارتباط بین موقعیت منبع، عدسی، ناظر و شکل شی مولد عدسی گرانشی بستگی دارد.
3 گروه برای عدسیهای جاذبه ای در نظر گرفته می شود:
1)عدسی قوی: مکانی که می توان تغییراتی همچون پیدایش حلقههای اینیشتین، کمانها و تصاویر چندگانه را مشاهده کرد.
2)عدسی ضعیف: مکانی که تغییرات منبع پس زمینه خیلی کوچکترند و فقط می توان با بررسی تعداد زیادی از منابع به این تغییر چند درصدی پی برد. تحقیقات در این زمینه به ماده تاریک و انرژی تاریک ختم می شود.
در خوشه ی" آبل2218 "،خوشههای کهکشانی بزرگ به صورت دایره وار به دور مرکز خوشه جمع شده اند.
با اندازه گیری مقدار انحراف نور در این گونه کهکشانی آبی رنگ در دوردست،می توانیم تعیین کنیم که در این خوشه ماده ی سیاه واقعا" وجود دارد. حتی می توانیم مقدار ماده ی سیاه موجود در ان را بدست آوریم. نزدیک 400 تریلیون برابر خورشید در این خوشه مادهی سیاه وجود دارد.
3)عدسی میکرویی: جایی که هیچ تغییری در شکل قابل رویت نیست.اما مقدار نور دریافتی از یک شیء پس زمینه در طول زمان تغییر می کند. در وضعیت معمولی اجرام عدسی مانند می توانند ستارههای کهکشان راه شیری باشند و پس زمینه ستارگانی در کهکشانهای دوردست باشند و یا حتی در وضعیتی دیگر کوازارهای خیلی دورتر منبع پس زمینه باشند.
مطالعه ی منابع پس زمینه:
لنزهای گرانشی می توانند بعنوان تلسکوپهای گرانشی بکار روند،چون انها نور اشیاء پشت خود را متمرکز می کنند و سبب می شوند اشیائ خیلی کم نور، روشن و بزرگ تر به نظر آیند و در نتیجه مطالعه برروی آنها ساده تر است.
جستجو برای لنزهای گرانشی:
بیشتر عدسیهای گرانشی در گذشته به صورت تصادفی کشف شده اند.امروزه منجمان از دوربینهای الکترونیکی مخصوص بر روی تلسکوپهای بزرگ خود استفاده می کنند تا بتوانند با دقت بسیار بالایی مقدار خمیدگی نور درپشت اشیای پرجرم را پیدا کنند.با تجزیه و تحلیل بر روی مقدار خمیدگی نور می توان جرم ماده ای که این خمیدگی را بوجود اورده است تعیین کرد.
جستجو برای لنزهای جاذبه ای در نیم کره شمالی در فرکانسهای رادیویی با استفاده از(آرایه ی خیلی بزرگ) در نیو مکزیکو انجام شد که منجربه کشف 22 سیستم لنزهای جدید گردید و این زمینه ی بسیار وسیعی را برای جستجوی پارامترهای کیهانی گشود.
ترجمه: دینا صدیقزاده