انتهای منظومۀ خورشیدی ما کجاست؟

انتهای منظومۀ خورشیدی ما کجاست؟ آیا این منظومه دارای مرز است یا خیر؟ و آن سوی این مرز چه می‏گذرد؟ سئوالاتی که همواره برای پژوهش‏گران و علاقمندان به علم اخترشناسی مطرح بوده است. ولی اکنون با رسیدن دو فضاناو امریکایی “ویجر۱” و “ویجر ۲” به دورترین نقاط منظومۀ خورشیدی، دانشمندان می‏ توانند به بسیاری از این سئوالات پاسخ دهند.

آقای دکتر محمد حیدری ملایری، شما “اخترفیزیکدان” رصدخانه‌‏ی پاریس هستید. آیا منظومۀ خورشیدی ما دارای مرزی است یا خیر؟ و اگر مرزی دارد، این مرز کجاست و چه ویژگی‏هایی دارد؟

این پرسش برای اخترفیزیک از اهمیت بسیار برخوردار است. چون برای شناختن ویژگی‏های فیزیکی فضای بین ستارگان لازم است. می‏دانیم ستارگان در این فضای اندراختری به ‏وجود می‏ آیند. منظومه‌‏ی خورشیدی تشکیل شده است از یک ستاره که خورشید است و تقریباً ۹۹ درصد جرم کل را در خود متمرکز کرده، به اضافه‌‏ی هشت سیاره‏ ی عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون.

البته پلوتون هم هست که تا سال ۲۰۰۶ آن را نهمین و دورترین سیاره‏ ی منظومه‌ی خورشیدی می‏دانستند. ولی امروزه به دلیل‏هایی از رده‏ ی سیاره‏ های عادی کنار گذاشته شده است. فاصله‏ ی پلوتون از خورشید، در حدود ۴۰ برابر فاصله‏ ی زمین از خورشید است. پلوتون هر ۲۴۸ سال، یک بار به گرد خورشید می‏ گردد.
توضیح کوتاهی در باره ‏ی واحدی که برای اندازه‏ گیری فاصله ‏ها به ‏کار می‏رود: مسافت‏ های نزدیک به خورشید را بر حسب واحدی بیان می‏کنند که “یکای اخترشناختی” نام دارد. “یکای اخترشناختی” عبارت است از فاصله‏ ی زمین تا خورشید که به‏ طور میانگین ۱۵۰ میلیون کیلومتر است. پس فاصلۀ پلوتون ۴۰ یکای اخترشناختی از خورشید است.

از پلوتون که دورتر بشویم، منطقه‏ ای هست که تشکیل شده از میلیون‏ها جسم ریز و درشت، از اندازه‏ ی تخته‏ سنگ‏ها گرفته تا بزرگ‏ترین‏ شان که از پلوتون هم بزرگ‏تر است. باز هم که از خورشید دورتر بشویم، باید ۲۷۰هزار یکای اخترشناختی را پشت سر بگذاریم تا به ستاره‏ ی همسا‏یه‏ ی‏ خورشید برسیم.
برگردیم به سئوال مرز منظومه‏ ی خورشیدی؛ این مرز نمی‏ تواند مرز نور خورشید باشد، چون نوری که از خورشید گسیل می‏شود، کم‏ کم جذب مواد سرراه می‏شود، بی آن‏که مرز مشخصی را تعیین کند. نیروی گرانشی خورشید هم همین‏طور. رفته‏ رفته ضعیف‏تر می‏شود، ولی تا بی‏کران ادامه دارد. پس نیروی گرانشی هم مرزی را به‏ وجود نمی‏ آورد.
اما منظومه‏ ی خورشیدی دارای مرز است. این مرز زاییده‏ ی باد خورشیدی است. باد خورشیدی عبارت است از این‏که خورشید از طریق جو بالایی‏ اش، دائماً مقداری از جرم خود را به صورت ذره‏ های باردار از دست می‏دهد. این باد خورشیدی بر اثر میدان مغناطیسی خورشید و انفجارهایی که در سطح و تاج آن روی می‏دهند، تأمین می‏شود.
ذره‏ های باردار با سرعت ۱۰۰۰ کیلومتر در ثانیه پرتاب می‏ شوند و مانند گازی که دارای دمای بسیار است، به خارج از منظومۀ خورشیدی رانده می‏ شوند. از طرف دیگر، محیط بین ستارگان بسیار سرد است. دمای آن در حدود منهای ۲۰۰ درجه‏ ی سانتی‏گراد است. به همین سبب باد خورشیدی حباب عظیمی به‏ وجود می‏آورد، به گرد خورشید. البته نه مثل حباب صابون. بلکه مانند بخاری که در هوای سرد از دهان خارج می‏ شود.

باد خورشیدی گرم با گازهای سرد فضای اندراختری برخورد می‏ کند و آن گازها را متراکم می‏ کند. از برخورد این دو، مرزی به‏ وجود می‏‏ آید که مرز منظومه‏ ی خورشیدی ماست و آن را “هورمرز” می‏ گوییم. فاصله‏ ی هورمرز از خورشید، در حدود ۱۰۰یکای اخترشناختی است. البته بخش مهمی از دانسته‏ های ما در باره‏ ی این ناحیه‏ ی منظومه‏ ی خورشیدی، نگریک یا تئوریک است.

 

آیا تاکنون سازمان‏های فضایی بین‏ المللی تلاش و فعالیتی برای مشاهده و بررسی این مرز انجام داده‏ اند یا خیر؟

بله؛ ولی داستان جالبی دارد. سازمان فضایی امریکا “ناسا”، در سال ۱۹۷۷ دو فضاناو به فضا پرتاب کرد، به نام‏ های ویجر۱ (Voyager) و ویجر ۲، برای مطالعه‏ ی سیاره‏های بزرگ منظومه‏ ی خورشیدی، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون.
این دو فضاناو که هرکدام به اندازه‏ ی یک خوردرو کوچک ۷۰۰ کیلوگرمی بودند و چند دستگاه اندازه‏ گیری داشتند، تا سال ۱۹۸۹، یعنی به مدت ۱۲ سال، آگاهی‏ های بسیار ارزش‏مندی از این سیاره‏ ها و ماه‏های آن‏ها به زمین فرستادند. دست‏آوردهای این فضاناوها تصور ما را نسبت به این سیاره‏ ها و بسیاری از جنبه‌‏های منظومه‌‏ی خورشیدی تغییر داد.
آخرین مأموریت آن‏ها در باره‌ی نپتون و ماه‏ های این سیاره بود که در سال ۱۹۸۹ انجام شد. در آن موقع، یکی از فضاناوها ۴۰ یکای اخترشناختی و دیگری ۳۱ یکای اخترشناختی از زمین فاصله داشت.
ناسا از پیش تصمیم گرفته بود که بعد از به‏ انجام رسیدن نپاهش سیاره‏های بزرگ منظومه‏ ی خورشیدی، این دو فضاناو را به بیرون از منظومه‏ ی خورشیدی بفرستد. بنابراین از ۱۹۸۹ مأموریت این دو عوض شد و آن‏ها در دو جهت مختلف، به بیرون از منظومه‏ ی خورشیدی روانه شدند، با سرعت ۶۰هزار کیلومتر در ساعت.
آخرین تصویری که یکی از آن‏ها از کره‏ ی زمین، در سال ۱۹۹۰ گرفت، زمین را مانند نقطه ی‏ پیش‏ پا افتاده‏ ای در زمینه‏ ی تاریکی نشان می‏ داد، چون فاصله بسیار دور بود و زمین و پیرامون آن، از خود نوری ندارند.

یکی از فضاناوها در سال ۲۰۰۴ و دیگری در سال ۲۰۰۷ به جایی رسیدند که به آن شوک پایانی می‏گویند. در این ناحیه، سرعت باد خورشیدی به دلیل‏ هایی، یک‏باره افت می‏کند. در آن موقع، فاصله‏ ی فضاناو اول از زمین، ۹۴یکای اخترشناختی و دومی ۸۴یکای اخترشناختی بود.
تازه‏ ترین خبرهای علمی از این فضاناوها در ماه ژوئن امسال (۲۰۱۱) در مقاله‏ ای پژوهشی به‏ چاپ رسید. در این مقاله، پژوهش‏‏گران با استفاده از داده‏ های این فضاناوها، این مسئله را مطالعه کردند که آیا نظریه‏ ها یا نگره‏ هایی که بعضی ویژگی‏ های فیزیکی باد خورشید را در ناحیه‏ ی مرزی پیش‏بینی می‏کنند درست‏ اند یا نه. چیزی که جالب است، این است که ظاهرن هورمرز، آن‏طور که پیش‏بینی می‏ شده، باریک نیست. بلکه پهنای‏ اش از آن‏چه تصور می‏ شده، بیشتر است.
نتیجه‏ ی جالب دیگر، کشف حباب‏ های مغناطیسی به قطر میلیون‏ها کیلومتر در منطقه‏ های مرزی منظومه‏ ی خورشیدی است. این‏ها را هم نظریه‏ ها پیش‏بینی نمی‏ کردند و پی‏آمدهای این کشف بسیار مهم‏ اند.

 

پس از این‏که این دو فضاناو ویجر ۱ و ۲ از مرز منظومه ‏ی خورشیدی گذشتند، چه اهدافی را دنبال خواهند کرد؟

این دو فضاناو همین‏طور سفرشان را در فضای اندراختری ادامه خواهند داد و اندازه ‏گیری‏ های خود را به زمین خواهند فرستاد. فاصله‏‏ ی ویجر۱ از زمین، امروز ۱۱۷ یکای اخترشناختی است. یعنی پیامی که از خود گسیل می‏کند، و این پیام با سرعت نور حرکت می‏کند، بعد از ۱۶ ساعت به زمین می‏ رسد. در مقایسه، نور فاصله‏ ی خورشید تا زمین را که ۱۵۰ میلیون کیلومتر است، در کمی بیشتر از هشت دقیقه طی می‏کند.
باید دانست که این دو فضاناو، نه تنها دورترین جسم‏ هایی هستند که انسان ساخته، بلکه دو جسمی‏ اند که انسان بیشترین فاصله را بین آن‏ها به‏ وجود آورده است.
انرژی لازم برای کار دستگاه‏ها و گسیل پیام از راکتور هسته‏ای کوچکی است که با پلوتنیوم کار می‏کند و می‏ شود انتظار داشت که تا حدود سال ۲۰۳۰، پیام‏های این فضاناوها به ما برسند. بعد از آن، رابطه با زمین قطع خواهد شد، چون پیام‏ها انرژی کافی را برای درنوردیدن فضا نخواهند داشت.
ولی پس از قطع ارتباط هم، هردو به مسیر خود ادامه خواهند داد. ویجر۱ نزدیک به۴۰هزار سال دیگر، به نزدیکی ستاره‏ای به نام AC+79 خواهد رسید. ویجر۲ در حدود ۲۹۶هزار سال دیگر، از نزدیکی ستاره‏ی “تیشتر” درخشان‏ترین ستاره‏ ی آسمان کره‏ ی زمین خواهد گذشت.

 

آیا احتمال دارد که این دو فضاناو در سفر طولانی خودشان در کهکشان، در منظومه‌‏های دیگری، با موجودات هوشمند برخورد کنند و این فضاناوها به دست آن‏ها بیافتند؟

این احتمال صفر نیست و به همین علت، ناسا کوشیده که اگر روزی این فضاناوها به دست آن تمدن‏های فرضی بیافتند، آگاهی‏ هایی در باره‏ ی زمین و انسان به آن‏ها بدهد. هریکی از این فضاناوها دارای صفحه یا دیسکی است که اطلاعات فراوانی در باره‏ ی کره‏ ی زمین، تمدن انسان و از این قبیل چیزها در آن ضبط شده است.
این صفحه دربرگیرنده‏ ی ۱۱۶ تصویر از انواع و اقسام چیزهای زمین، چهره‏ ها و پیکره‏های گوناگون انسان‏ها و جانواران جورواجور است. هم‏چنین صداهای بسیاری را ضبط کرده‏ اند، مانند صدای باد، پرندگان، دریا، زبان‏های گوناگون، “سلام” به ۵۵ زبان و هم‏چنین پیام‏های رییس جمهور وقت امریکا، جیمی کارتر و دبیرکل سازمان ملل در آن زمان، کورت والد هایم.

علاوه بر این‏ها، فیلم کوتاهی، حرکت جسم‏های گوناگون را در کره‏ ی زمین نشان می‏دهد. روش خواندن این صفحه‏ ها، برای دیدن فیلم‏ و تصویرها و شنیدن صداها هم به زبان نشانه‏ ها، روی پلاکی هک شده است. این صفحه، هم‏چنین اطلاعاتی دارد در باره‏ ی جای کره‏ ی زمین در کهکشان.
دانشمندان ناسا این اطلاعات را با استفاده از ارزش پایاه ای فیزیکی بیان کرده‏ اند. به ‏ویژه جابه‏ جایی کوآنتومی الکترون اتم هیدروژن که فراوان‏ترین عنصر گیتی است. فرض بر این بوده که هر تمدن پیشرفته‏ ای در کهکشان باید آن پایا‏های فیزیکی را بشناسد و با تفکر پیدا کند که زمین ما در کجای کهکشان قرار گرفته است.

نوشتۀ آرش ادیب زاده

نشر شده با اندکی تغییر.

پیوند: انتهای منظومۀ خورشیدی ما کجاست؟