ما در پس مانده چند ابرنواختر زندگی می کنیم!

 کم و بیش در هر ۵۰ سال یک ستاره ی بزرگ در جایی از کهکشان راه شیری منفجر می شود. فوران ناشی از این انفجار نیروی آن چنان هراس انگیزی دارد که تنها در جزیی از ثانیه به اندازه ی یک میلیون سالِ خورشید انرژی آزاد می کند. یک ابرنواختر در زمان اوجش می تواند از کل کهکشان راه شیری پرنورتر شود.

حدود ۱۰ میلیون سال پیش، در نزدیکی ما خوشه ای از ابرنواخترها مانند دانه های ذرتِ در حال بو دادن منفجر شدند. ما به این دلیل از چنین چیزی آگاهیم که این انفجارها باعث شدند حبابی غول پیکر در محیط میان ستاره ای پدید آید و گسترش یابد؛ و ما درون این حبابیم.

آشکارا پیداست که کسی دلش نمی خواهد ابرنواختری در نزدیکی زمین منفجر شود. با این حال شواهد روزافزونی در دست است که یک ابرنواختر در نزدیکی زمین رخ داده بوده - بخواهیم راستش را بگوییم، بیش از یک ابرنواختر.

نموداری از بخش محلی کهکشان که هم خورشید خودمان و هم حباب محلی در آن جای دارند

اخترشناسان این حباب را "حباب محلی" نامیده اند. ساختار آن به شکل بادام زمینی است، با درازای حدود ۳۰۰ سال نوری، و تقریبا پر از هیچ. گاز درون این حباب بسیار تنُک و رقیق است (۰.۰۰۱ اتم در هر سانتی متر مکعب) و بسیار داغ (تقریبا یک میلیون درجه)- یک تفاوت شدید با ماده ی میان ستاره ای معمولی.

حباب محلی در دهه های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ کم کم یافته شد. اخترشناسان با دستگاه های رادیویی و نوری به دقت گازهای میان ستاره ای در بخشی از کهکشان که خودمان در آنیم را مشاهده کردند، ولی در همسایگی زمین نتوانستند چیز زیادی ببینند. در همین زمان، دانشمندان به کمک موشک های گمانه زنی (sounding rocket) و ماهواره های مدارگرد که پرتوهای ایکسِ میلیون درجه ای که از همه سوی آسمان می آید را آشکار می کردند، به نخستین چشم اندازهای آسمان در محدوده ی پرتو X دست یافتند، و بدین ترتیب این هم به شواهدی افزوده شد که نشان می دادند زمین درون حبابی از گاز داغیست که از انفجار ستارگان در فضا پدید آمده.

ولی همه ی پژوهشگران در این زمینه موافق نبودند
ف. اسکات پورتر از مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا می گوید: «در یک دهه ی گذشته، برخی از دانشمندان این تعبیر [ابرنواختر] را به چالش کشیده اند؛ به گفته ی آنان، بیشتر یا همه ی این پس زمینه ی پرتو ایکسِ کم انرژی ناشی از دادوستد بارهای الکتریکی است [نه پسمانده ی یک ابرنواختر].»

"دادوستد بارهای الکتریکی": اساسا زمانی روی می دهد که باد خورشیدی که دارای بار الکتریکی است به یک گاز خنثی برخورد می کند. باد خورشید می تواند الکترون های گاز خنثی را بیرون بکشد و یک تابش پرتو X پدید آورد که بسیار همانند تابش یک ابرنواختر کهن به نظر بیاید. دادوستد بار الکتریکی به دفعات در دنباله دارها دیده شده.

پس آیا تابش پرتو ایکسی که آسمان را انباشته، نشانه ای از یک دادوستد ملایم بار الکتریکی در سامانه ی خورشیدی است یا گواهیست بر انفجارهای هولناک در گذشته ی دور؟

برای یافتن پاسخ، یک گروه بین المللی از اخترشناسان که پورتر هم یکی از آنان بود، به رهبری ماسیمیلیانو گالیاتزی، استاد فیزیک در دانشگاه کورال گیبلز میامی یک آشکارساز پرتو X ساختند که می توانست این دو احتمال را از هم بازشناسد. این دستگاه DXL نام گرفت که کوتاه شده ی "تابش پراکنده ی پرتو X از بخش محلی کهکشان" بود.

DXL در ۱۲ دسامبر ۲۰۱۲ سوار بر یک موشک گمانه زنی ناسا از گونه ی بلک برنت IX از محدوده ی موشکی وایت سندز نیومکزیکو راهی فضا شد. در آن جا تا بیشینه ی ارتفاع ۱۶۰ مایل بالا رفت و پنج دقیقه را بالای جو زمین گذراند. این زمان کافی مورد نیاز دانشمندان بود تا مقدار پرتوهای X ناشی از "دادوستد بار الکتریکی" درون سامانه ی خورشیدی را اندازه بگیرند.

نتایج این بررسی که در شماره ی آنلاین روز ۲۷ ژوییه ی نشریه ی نیچر منتشر شد نشان می دهد که تنها حدود ۴۰ درصد از پس زمینه ی کم انرژی پرتو X از سامانه ی خورشیدی سرچشمه می گیرد. بقیه ی آن می بایست از حباب محلیِ پر از گاز داغ بیاید، همان یادگار ابرنواخترهای کهنی که در بیرون از سامانه ی خورشیدی رخ داده بوده اند.

روشن است که این ابرنواخترها آنقدر به زمین نزدیک نبوده اند که زندگی زمینی را از بین ببرند؛ ولی به اندازه ی کافی نزدیک بودند تا سامانه ی خورشیدیمان را در حبابی از گاز داغ بپیچانند که با گذشت میلیون ها سال هنوز هم پابرجاست.

گالیاتزی می گوید: «این یافته ی مهمی است. [این کشف] بر شناخت ما از بخش محلی کهکشان، یعنی بخشی که به خورشید نزدیک است تاثیر می گذارد، و بنابراین می تواند به عنوان بنیان و شالوده ای برای مدل های آینده از ساختار کهکشان به کار رود.»

گالیاتزی و همکارانش از هم اکنون برای پرواز بعدی DXL در دسامبر ۲۰۱۵ برنامه ریخته اند. در این پرواز دستگاه های دیگری نیز برای توصیف و منش نمایی این پرتوها با آن همراه خواهند شد.

واژه نامه:
star - sun - supernova - Milky Way - Earth - popcorn - interstellar medium - Local Bubble - galaxy - x-ray - sounding rocket - F. Scott Porter - Goddard Space Flight Center - solar wind - X-ray - comet - charge exchange - solar system - Massimiliano Galeazzi - DXL - Local Galaxy - White Sands Missile Range - NASA - Black Brant IX - Nature - soft X-ray -

منبع: ناسا
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان

نقل از یک ستاره در هفت آسمان

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات