شگفتی دیگری از پلوتو: این سیاره کوتوله پرتو X می‌تاباند

* دانشمندان با بهره از رصدخانه‌ی پرتو X چاندرا ی ناسا برای نخستین بار از پلوتو پرتوهای X دریافت کرده‌اند. این مشاهدات بینشی تازه درباره‌ی محیط فضای پرامون بزرگ‌ترین و شناخته شده‌ترین جرم در بیرونی‌ترین مناطق سامانه‌ی خورشیدی به ما می‌دهند.

هنگامی که فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا به سوی پلوتو می‌رفت تا از کنار آن بگذرد، تلسکوپ چاندرا بارها رو به این سیاره‌ی کوتوله و ماه‌هایش تنظیم شد و داده‌هایی درباره‌ی پلوتو گرد آورد که پس از گذر، با داده‌های فضاپیما همسنجیده (مقایسه) شدند. هر بار چاندرا رو به پلوتو گرفته می‌شد -کلا چهار بار، از فوریه‌ی ۲۰۱۴ تا اوت ۲۰۱۵- پرتوهای X کم‌انرژی از این سیاره‌ی کوتوله دریافت می‌کرد.
نخستین آشکارسازی پرتوهای X در پلوتو به کمک رصدخانه‌ی پرتو X چاندرای ناسا و هماهنگ با مشاهدات نیوهورایزنز انجام شده. در این تصویر، نمای اصلی پلوتو را در نور دیدنی (مریی) نشان می‌دهد و چارچوب پیوست، نمای پلوتو در طیف پرتوهای X را. مقیاس در این دو تصویر رعایت نشده. تصویر در اندازه‌ی بسیار بزرگ‌تر (۹.۳ مگابایت)
پلوتو بزرگ‌ترین جرم در کمربند کویپر است، حلقه‌ یا کمربندی با انبوه بزرگی از اجرام کوچک که در مدارهای دورتر از نپتون به گرد خورشید می‌چرخند. این کمربند از مدار نپتون در فاصله‌ی ۳۰ یکای کیهانی (AU) از خورشید آغاز می‌شود و تا فاصله‌ی ۵۰ یکای کیهانی ادامه می‌یابد. مدار پلوتو درون این کمربند جای دارد.

کری لیس، یک اخترفیزیکدان در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز (APL) در لورل مریلند می‌گوید: «ما برای نخستین بار پرتوهای X را از یکی از اجرام کمربند کویپر دریافت کرده‌ و پی برده‌ایم که پلوتو دارد به شیوه‌ای نامنتظره و پرانرژی با باد خورشیدی برهمکنش انجام می‌دهد.» لیس که به همراه همکارش در APL، رالف مک‌نات که پژوهشگر دستیار نیوهورایزنز هم هست رصدهای چاندرا را رهبری کرد می‌افزاید: «می‌توانیم انتظار داشته باشیم که دیگر اجرام بزرگ کمربند کویپر هم چنین رفتاری داشته باشند.»

این گروه به تازگی یافته‌های خود را در نگارش برخط نشریه‌ی ایکاروس منتشر کرده‌اند. لیس در این گزارش گفته که آنچه این ردیابی پرتو X را ناباورانه کرده اینست که پلوتو -یک جرم سنگی سرد و بدون میدان مغناطیسی- هیچ سازوکار طبیعی برای گسیلش پرتو X ندارد. ولی لیس که دو دهه پیش، با گروه خود برای نخستین بار پرتوهای X را در یک دنباله‌دار ردیابی کرده بود، می‌دانست که برهمکنش میان گازهای پیرامون این اجرام سیاره‌ای و باد خورشیدی می‌تواند پرتوهای X تولید کند. باد خورشیدی جریانی پیوسته از ذرات باردار از سطح خورشید است که به سرعت در فضای سامانه‌ی خورشیدی پخش می‌شود.

دانشمندان نیوهورایزنز به ویژه علاقمند به یادگیری بیشتر درباره‌ی برهمکنش میان گازهای درون جو پلوتو و باد خورشیدی هستند. خود این فضاپیما دستگاهی با خود دارد که برای سنجش این فعالیت از نزدیک ساخته شده و نام مناسبی هم دارد: دستگاه "بادهای خورشیدی پیرامون پلوتو" (SWAP)، و دانشمندان دارند با بهره از داده‌های آن تصویری از پلوتو می‌ساند که در آن، یک شوک کمانی (bowshock) بسیار ملایم و نزدیک به پلوتو، در جایی که باد خورشیدی نخستین"برخورد" را با پلوتو انجام می‌دهد درست می‌شود (چیزی مانند موج شوک جلوی یک هواپیمای فراصوت)، و یک دنباله یا دُم هم پشت سیاره پدید می‌آید [تصویر دوم را ببینید].
دنباله‌ی گازی گسترده و کشیده‌ای که در اثر برخورد باد خورشیدی پشت پلوتو تشکیل می‌شود. درباره‌ی این تصویر در این پیوند بیشتر بخوانید.
راز اصلی اینست که خوانش چاندرا از درخشش این پرتوهای X بسیار بالاتر از چیزیست که از برهمکنش باد خورشیدی با جو پلوتو انتظار می‌رود.

اسکات ووک، از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین در ماساچوست می‌گوید: «تا پیش از مشاهدات ما، دانشمندان دریافت پرتوهای X  از پلوتو را بسیار بعید می‌دانستند، و بحث و گفتگوهای بزرگی بر سر این درگرفته بود که آیا چاندرا باید اصولا چنین چیزی را ببیند یا نه. پیش از پلوتو، دورترین جرم سامانه‌ی خورشیدی که تابش پرتوهای X از آن دیده شده بود حلقه‌ها و قرص سیاره‌ی کیوان بود.»

مشاهدات چاندرا به ویژه از این روی غافلگیرکننده هستند که نیوهورایزنز کشف کرده بود جو پلوتو بسیار پایدارتر از جوِ "دنباله‌دارگونه"ی به سرعت گریزانیست که بسیاری از دانشمندان تا پیش از گذر فضاپیما از کنار آن در ژوییه‌ی ۲۰۱۵ انتظار داشتند. نیوهورایزنز دریافت که برهمکنش پلوتو با باد خورشیدی بیشتر همانند برهمکنش باد خورشیدی با هوای بهرام است تا برهمکنش با یک دنباله‌دار. با این حال، اگرچه پلوتو به اندازه‌ی کافی گاز آزاد می‌کند که باعث پرتوهای ایکسِ دیده شده باشند، ولی مدل‌های ساده از شدت باد خورشیدی در فاصله‌ی پلوتو نشان می‌دهند که در آن فاصله، شدت و چگالی جریان مستقیم باد خورشیدی آنقدر نیست که پلوتو بتواند به این اندازه پرتوی X تولید کند. ویدیوی زیر را ببینید.

لیس و همکارانش -که دیوید مک‌کوماس، دستیار پژوهشگر SWAP از دانشگاه پرینستون و هِثر الیوت از بنیاد پژوهشی جنوب باختر هم جزو آنان بودند- چندین احتمال را برای این همه پرتوهای X پلوتو در نظر گرفته‌اند. یکی از این احتمال‌ها اینست که شاید دنباله‌ی گازی پشت پلوتو بسیار گسترده‌تر و کشیده‌تر از چیزیست که نیوهورایزنز با دستگاه SWAP خود دیده. از جمله‌ی احتمال‌های دیگر اینست که میدان‌های مغناطیسی میان‌سیاره‌ای باعث شده ذرات باد خورشیدی بیش از چشمداشت‌ها در منطقه‌ی پیرامون پلوتو انباشته شوند، و یا این که چگالی کمِ باد خورشیدی در بخش‌ بیرونی سامانه‌ی خورشیدی در فاصله‌ی پلوتو می‌تواند به پیدایش یک چنبره از گاز خنثا به گرد مدار پلوتو کمک کند.

دنبال کردن جریان های ذرات از خورشید تا پلوتو- ویدیوی شبیه سازی. رنگ سبز: چگالی ذرات- سرخ: دمای ذرات- آبی فشار ذرات
درباره‌اش در این پیوند کامل بخوانید.

این که سنجش‌های چاندرا به طور کامل با چیزهایی که نیوهورایزنز از نزدیک دیده سازگار نیست، سودمندی -و زیبایی- فرصتی را نشان می‌دهد که ماموریت‌هایی مانند گذر نیوهورازنز از کنار پلوتو برای دانشمندان فراهم می‌کنند. مک‌نات می‌گوید: «وقتی فرصت کم‌نظیری مانند گذر نیوهورایزنز از کنار پلوتو به دست می‌آورید دلتان می‌خواهد هر دستگاهی- هر تلسکوپی روی زمین و در فضا را رو به هدف بگیرید. سنجش‌های همه‌ی این دستگاه‌ها بر روی هم دیدگاهی بسیار کامل‌تر به شما می‌دهند که در هیچ زمانی، و از هیچ جای دیگری نمی‌توانید آن را به دست آورید.»

نیوهورایزنز به تازگی ماموریتش برای کاوش کمربند کویپر و دیدار با یکی دیگر از اجرام کمربند کویپر به نام ۲۰۱۴ MU69 در ۱ ژانویه‌ی ۲۰۱۹ تمدید شده، و بنابراین شانس این را دارد که یافته‌هایش درباره‌ی پلوتو را بیازماید و بینشی روشن‌تر از این منطقه‌ی دوردست -میلیاردها کیلومتر دورتر از زمین- به دانشمندان بدهد. شاید دریافت پرتوهای X از MU69 امکان‌پذیر نباشد ولی چاندرا باید بتواند پرتوهای X را از دیگر اجرام بزرگ‌تر و نزدیک‌تری که نیوهورایزنز در راهش به سوی MU69 در کمربند کویپر خواهد دید دریافت کند.

--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

واژه نامه:
NASA - Chandra X-ray Observatory - X-ray - Pluto - solar system - New Horizons - dwarf planet - moon - Kuiper Belt - Sun - Neptune. - Earth - Carey Lisse - Johns Hopkins University - Applied Physics Laboratory - APL - Laurel - Maryland - Ralph McNutt - Icarus - magnetic field - planetary body - solar wind - Solar Wind Around Pluto - SWAP - bowshock - shock wave - supersonic - tail - planet - Scott Wolk - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Cambridge - Mass - Saturn - rings - comet - Mars - David McComas - Princeton University - Heather Elliott - Southwest Research Institute - interplanetary - doughnut - torus - neutral - 2014 MU69 - MU69

منبع: nasa

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه