14.1 مليار ميل من الأرض ، فوييجر 1 تكتشف `` همهمة '' كونية جديدة

إشارة ضعيفة ولكنها مستمرة من المركبة الفضائية فوييجر 1 في البداية بدت وكأنها صدفة بالنسبة لدرجة الدكتوراه في جامعة كورنيل. مرشح ستيلا كوخ أوكر .

مواقع مخابئ warzone بطاقة الوصول الحمراء



قال كوخ أوكر ، لقد كنت حرفياً مجرد نوع من التحديق في قطعة أرض ، واعتقدت أنني رأيت شيئًا خافتًا حقًا معكوس . وقلت ، 'هل بدأت أرى الأشياء؟'

لم تكن كذلك. في دراسة جديدة ، أبلغ كوخ أوكر وزملاؤه عن إشارة جديدة قادمة من جهاز نظام موجات البلازما على متن المركبة. استخدموا هذه الملاحظات للحصول على قياس جديد لكثافة الوسط البينجمي ، والمزيج الرقيق الموزع من الجزيئات والذرات والغازات المؤينة أو البلازما التي تملأ الفراغ بين النجوم.



ال ابحاث ، نشرت يوم الاثنين في المجلة الطبيعة الفلكية يوفر أول قياس مستمر لكثافة البلازما في الوسط النجمي ، والذي كان معروفًا في السابق فقط في البقع المعزولة.



من خلال النظر إلى السنوات الثلاث الأخيرة من الملاحظات من فوييجر 1 ، تمكن الباحثون من تجميع قياسات متسقة لهذه البلازما البينجمية المراوغة. استمروا في مراقبته بينما يخرج فوييجر 1 من النظام الشمسي بسرعة تزيد عن 38000 ميل في الساعة. يبعد حوالي 14.1 مليار ميل عن الأرض.

الجديد - اعتمدت الطرق السابقة لقياس كثافة البلازما على التقاط دفعات قوية ومتقطعة من الإشارات من فوييجر 1 ، والتي يبدو أنها تحدث مرة واحدة كل عام تقريبًا. إن تقطع الإشارة جعلها شبيهة بعاصفة هائلة تحدث مرة واحدة في السنة من أحداث التذبذب الكبير في البلازما.

تظهر في البيانات المأخوذة من 2017 إلى 2020 ، الإشارة الجديدة أقوى بضع مرات من حساسية الأداة ، مما يجعلها بالكاد ملحوظة. يسمح نظام موجات البلازما لـ Voyager 1 بقياس اهتزازات البلازما عند ترددات محددة - الإشارة المكتشفة حديثًا هي ذات تردد منخفض همم عند 3 كيلو هرتز تقريبًا.



وبدلاً من ارتباطها بأحداث متقطعة ، جاءت الإشارة بثبات على مدار السنوات الثلاث بأكملها ، مع تغيير طفيف في طابعها.

عندما نظرنا بين وتحت أحداث تذبذب البلازما هذه ، وجدنا هذه الإشارة المستمرة الضعيفة جدًا لموجات البلازما التي يبدو أنها غير مرتبطة بالنشاط الشمسي ، كما يقول كوخ أوكر.

تعني استمرارية الإشارة الجديدة أنه يمكن للباحثين إنتاج قياسات لكثافة البلازما على طول مسار المركبة الفضائية ، بدلاً من المواقع المعزولة للعواصف. كان اكتشاف هذا التدفق في أبعد نطاقات الفضاء غير متوقع على الإطلاق.



رسم توضيحي لوكالة ناسا 2016 للمناطق المختلفة فوييجر سيمر عبر رحلته إلى أجزاء غير معروفة.

ها هي الخلفية - فوييجر 1 هي واحدة من اثنتين من بعثات ناسا الرائدة التي تم إطلاقها في عام 1977 بهدف استكشاف الكواكب الخارجية للنظام الشمسي. تم الحصول على فوييجر 1 و 2 صور مذهلة ومعلومات عن الكون ، وكلاهما كانا على اتصال مستمر بالأرض منذ إطلاقهما. فوييجر 1 هو أبعد جسم من صنع الإنسان في الفضاء.

لتحقيق هذه الإنجازات ، استفاد مخططو المهمة من محاذاة معينة بين الكواكب والتي تحدث مرة واحدة فقط كل 175 عامًا. سمح هذا المحاذاة للمركبة الفضائية أن تقطع بينهما على التوالي من خلال استخدام قوى الجاذبية الطبيعية.

باتمان القتل نكتة مشهد الجنس

بعد انتهاء مهماتهما الرئيسية في عام 1989 ، مع لقاء فوييجر 2 مع نبتون ، تم نقل كلتا المركبتين إلى مرحلة بين النجوم في طريقهما للخروج من النظام الشمسي. في عام 2012 ، وصلت فوييجر 1 إلى الفضاء بين النجوم - وهي منطقة لم يعد يهيمن عليها تأثير الشمس.

توقع الفيزيائيون دائمًا وجود بلازما ضعيفة في الخارج. البلازما هي مرحلة من المادة تتشكل عندما يسخن الغاز لدرجة أن ذراته وجزيئاته تنفصل إلى الأيونات والإلكترونات المكونة لها. في المنطقة الفضائية الأقرب إلينا ، جوارنا الشمسي ، تتكون البلازما بخصائص مميزة من حرارة وإشعاع الشمس.

الفضاء ليس فراغًا حقيقيًا - إنه مليء بجزيئات شاردة من الغاز والمواد الصلبة ، والتي تتحول بفعل حرارة الشمس والإشعاع إلى بلازما.

خارج هذه الفقاعة ، المعروفة باسم الغلاف الشمسي ، كان من المتوقع أن تأخذ بلازما الوسط النجمي خصائص بديلة. أظهر فوييجر 1 كيف.

رسم تخطيطي للمركبة الفضائية فوييجر. تعمل أداة البلازما الموجودة في أعلى اليمين حاليًا فقط على فوييجر 2. ناسا

كيف فعلوا ذلك - قبل فوييجر 1 ، كان بإمكان الباحثين الحصول على أدلة على البلازما بين النجوم فقط من الملاحظات باستخدام التلسكوبات البعيدة. ولكن بمجرد أن تجاوز فوييجر 1 الغلاف الشمسي ، وفصل جوار الشمس عن الفضاء بين النجوم ، بدأ في تسجيل إشارات مباشرة من البلازما. جاءت هذه الإشارات على شكل رشقات عرضية من التفريغ الكهربائي القوي.

تم اكتشاف الدفقات بواسطة نظام موجات البلازما في فوييجر 1 ، وهو أحد الأدوات القليلة التي لا تزال تعمل على المركبة. يعمل نظام موجات البلازما مثل مقياس الجهد الذي قد يستخدمه كهربائي في مأخذ كهربائي منزلي. (كان للمركبة الفضائية مطياف بلازما أقوى كان معيبًا في فوييجر 1 ، على الرغم من أن المركبة على متن فوييجر 2 لا تزال تعمل.)

كانت السيول العرضية للبلازما التي التقطتها الأداة قوية ، مثل قياس مائة رطل على مقياس وزن أصغر قياس له رطل واحد. وضع العلماء تدريجيًا صورة لهذه الإشارات على أنها ناتجة عن موجات الصدمة التي تنطلق أحيانًا من الشمس ، مما يجعل البلازما الموجودة بالقرب من المركبة الفضائية تهتز ، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تذبذبات في مجالها الكهربائي.

ومع ذلك ، عند تحليل القياسات الكهربائية الإجمالية التي تم جمعها من 2017 إلى 2020 ، اكتشف الباحثون إشارة ضعيفة ولكنها سلسة مختبئة في خلفية البيانات. على الرغم من أن هذه الإشارة لها نفس الطبيعة الكهربائية الأساسية ، إلا أنها تشبه إلى حد كبير طقطقة مستمرة ، بدلاً من الاندفاع العرضي للعاصفة.

لماذا يهم - توفر كل من الإشارات القوية والمتقطعة والإشارة الضعيفة والثابتة معلومات مهمة عن طبيعة البلازما بين النجوم. على وجه الخصوص ، يمكن إرجاع الطريقة التي يتقلب بها المجال الكهربائي للبلازما مباشرة إلى كثافة البلازما.

في السابق ، كان بإمكان الباحثين فقط تقدير كثافة البلازما أثناء أحداث موجة الصدمة الشمسية. من خلال البيانات المستمرة من الإشارة الجديدة ، يمكن للباحثين تقدير كثافة البلازما على طول مسار المركبة الفضائية من 2017 إلى 2020. علاوة على ذلك ، وجد الباحثون أن قياسات الكثافة الجديدة متوافقة مع القياسات القديمة ، ولها نفس القيم عندما تم قياسها في نفس الوقت.

إنه لا يصدق جدا كيف يمكن لمهمة قديمة جدًا أن تنتج مثل هذه الاكتشافات الجديدة المثيرة.

تسمح النتائج الجديدة للباحثين بتحويل سجل متقطع لكثافة البلازما مع فجوات لمدة عام إلى سجل سلس ومتسق عبر المكان والزمان. وجد الباحثون اختلافات في الكثافة بمقاييس مميزة لوحدة فلكية واحدة (AU) ، وهي المسافة بين الأرض والشمس. لطالما كان من المتوقع ظهور هذه الاختلافات بسبب الاضطرابات في الوسط بين النجوم.

كم عدد المشروبات القياسية في أربعة لوكو

ستساعد الطبيعة الدقيقة للاختلافات التي قاسها الباحثون في معرفة ما إذا كان الاضطراب مدفوعًا بشكل أساسي بمصادر ضخمة بعيدة مثل المستعرات الأعظمية ، أو مصادر محلية أخرى مثل الرياح الشمسية ، كما يقول كوخ أوكر.

ما هو التالي - بالإضافة إلى تحديد طبيعة الاضطراب بين النجوم ، يخطط الباحثون لمعرفة المزيد عن الطبيعة الغامضة إلى حد ما للإشارة الضعيفة ، والتي بدا أنها ظهرت بوضوح فقط في عام 2017 ، دون أي سبب واضح.

في الوقت الحالي ، لا تزال أفضل أداة لديهم لتحقيق المزيد من التقدم هي المركبة الفضائية فوييجر 1 التي تعود إلى حقبة السبعينيات ، أكثر المسابير ولاءً ، جنبًا إلى جنب مع مسبارها الشقيق فوييجر 2.

يقول كوخ أوكر إنه أمر لا يصدق كيف أن مهمة قديمة جدًا لا تزال قادرة على إنتاج مثل هذه الاكتشافات الجديدة المثيرة.

الملخص: في عام 2012 ، أصبح فوييجر 1 أول مسبار في الموقع للوسط النجمي المحلي للغاية 1 . أعطى نظام الموجة البلازمية فوييجر 1 تقديرات نقطية لكثافة البلازما التي تغطي حوالي 30 وحدة من الفضاء بين النجوم ، مما يكشف عن تدرج كثافة واسع النطاق 2 و 3 والاضطراب 4 خارج الغلاف الشمسي. اعتمدت الدراسات السابقة لكثافة البلازما على اكتشاف أحداث تذبذب البلازما المنفصلة التي تسببت قبل الصدمات المنتشرة إلى الخارج من الشمس ، والتي استخدمت لاستنتاج تردد البلازما ، وبالتالي الكثافة. 5 و 6 . نقدم الكشف عن فئة من انبعاث موجات البلازما الضيقة جدًا والضعيفة في بيانات فوييجر 1 والتي استمرت من عام 2017 فصاعدًا وتمكن من قياس كثافة البلازما بين النجوم بشكل ثابت على مدى حوالي 10 وحدات فلكية بمتوسط ​​مسافة أخذ العينات تبلغ 0.03 وحدة فلكية. وجدنا تقلبات في كثافة مقياس au التي تتبع الاضطراب بين النجوم بين حلقات تذبذبات البلازما المكتشفة سابقًا. تشمل الآليات المحتملة لانبعاث النطاق الضيق تذبذبات البلازما المثارة حراريًا والضوضاء شبه الحرارية ، ويمكن توضيحها من خلال النتائج الجديدة من Voyager أو مهمة بين النجوم في المستقبل. يشير استمرار الانبعاث إلى أن فوييجر 1 قد يكون قادرًا على الاستمرار في تتبع كثافة البلازما بين النجوم في غياب أحداث تذبذب البلازما الناتجة عن الصدمات.