اكتشف المسباران فوييجر 1 وفوييجر 2، اللذان أطلقتهما وكالة ناسا في عام 1977، منطقة من البلازما شديدة الحرارة في الغلاف الشمسي، وهو حدود النظام الشمسي مع الفضاء بين النجوم. تسجل هذه المنطقة درجات حرارة تتراوح بين 30.000 و50.000 كلفن، أي ما يعادل حوالي 30.000 إلى 50.000 درجة مئوية. وتكشف البيانات التي تم جمعها أثناء المعابر في عامي 2012 و2018 عن بيئة أكثر دفئًا مما توقعته النماذج السابقة.
يمثل حافة الغلاف الشمسي النقطة التي تفقد فيها الرياح الشمسية قوتها في مواجهة الوسط البينجمي. تستمر المجسات في إرسال المعلومات من مسافات تزيد عن 24 مليار كيلومتر من الأرض. وهذا الحاجز، الملقب في التقارير بـ “جدار النار”، لا يلحق الضرر بالسفن بسبب انخفاض كثافة الجسيمات.
- زيادة مفاجئة في كثافة البلازما بين النجوم
- ارتفاع درجات الحرارة بسبب ضغط الجسيمات المشحونة
- مجال مغناطيسي ذو اتجاه مماثل لذلك الموجود داخل الغلاف الشمسي
الهليوبوز كحدود للطاقة الشمسية
يشكل الغلاف الشمسي فقاعة واقية تنشأ عن الرياح الشمسية، والتي تطرد الجسيمات المشحونة من الشمس. يمتد هذا الهيكل لمليارات الكيلومترات ويحجب جزءًا من الأشعة الكونية المجرية. عند حافة الغلاف الشمسي، تصطدم الرياح الشمسية بالبلازما النجمية، مما يؤدي إلى حدوث اضطراب.
عبرت سفينة Voyagers هذه الحدود وسجلت اختلافات غير متوقعة. دخلت فوييجر 1 الفضاء بين النجوم في عام 2012، تلتها فوييجر 2 في عام 2018. وقد قامت الأجهزة بقياس البلازما الأكثر كثافة وسخونة خارج الحدود مباشرة.
اكتشافات مسبار فوييجر
كشفت مهمات فوييجر أن البلازما الموجودة بين النجوم بالقرب من الغلاف الشمسي تصل إلى درجات حرارة تتراوح بين 30,000 إلى 50,000 كلفن. وقدرت النماذج السابقة القيم بين 15 ألفاً و30 ألف كلفن. وينشأ هذا الاختلاف من ضغط الجزيئات في المنطقة الانتقالية.
اكتشفت المركبة الفضائية اتصالات مغناطيسية بين الجزء الداخلي والخارجي من الغلاف الشمسي. يحتفظ المجال المغناطيسي باتجاه مماثل، مما يشير إلى تفاعلات معقدة. بالإضافة إلى ذلك، لاحظوا تدفقات البلازما المتغيرة وموجات الصدمة.
تظهر البيانات أن المنطقة تعمل بمثابة مرشح ضد الإشعاع الكوني. تفقد الجزيئات عالية الطاقة قوتها عند تفاعلها مع الرياح الشمسية. وتفيد هذه الحماية الكواكب مثل الأرض.
خصائص المنطقة الساخنة
يشير “جدار النار” إلى طبقة البلازما التي يتم تسخينها نتيجة الاصطدامات بين الرياح الشمسية والرياح النجمية. وعلى الرغم من درجات الحرارة القصوى، فإن الكثافة المنخفضة تمنع انتقال الحرارة بشكل كبير إلى المجسات.
تتحرك الجزيئات بسرعات عالية مما يزيد من متوسط الطاقة الحركية. تحدث تصادمات نادرة في فراغ شبه مثالي. تمر فوييجر عبر المنطقة دون حدوث أضرار حرارية.
- الخلط المكثف للجزيئاتالشمسية والمجرية
- مناطق الضغط التي ترفع درجات الحرارة
- كثافة منخفضة تحافظ على سلامة السفن
- التغيرات الديناميكية في الطاقة والتدفق المغناطيسي
قياسات البلازما بين النجوم
قدمت فوييجر 2 بيانات مباشرة من أداة البلازما، على عكس فوييجر 1، التي تعطلت معداتها في وقت سابق. تشير السجلات إلى كثافة مضاعفة خارج الغلاف الشمسي. وتصل درجات الحرارة إلى 50 ألف كلفن في الطبقات الرقيقة.
تؤكد هذه الملاحظات النظريات حول إعادة الاتصال المغناطيسي. تعيد خطوط المجال تنظيم نفسها، وتطلق الطاقة. تقوم العملية بتسخين البلازما المحلية.
الآثار المترتبة على استكشاف الفضاء
تقوم الاكتشافات بتعديل نماذج الغلاف الشمسي وإعداد البعثات المستقبلية. مجسات مثل خطة Interstellar Probe المقترحة لرسم خريطة للمنطقة بأدوات حديثة. ترشد بيانات Voyager استراتيجيات مكافحة الإشعاع.
تعمل السفن بطاقة محدودة من المولدات النووية. تقوم فرق ناسا بإيقاف تشغيل الأجهزة لتمديد المهمة. تستمر فوييجر 1 و2 في الإرسال من مسافات قياسية.
تراث مهمات Voyager
تم إطلاق Voyager منذ ما يقرب من 50 عامًا، وهي تعمل على توسيع المعرفة حول الوسط بين النجوم. يسجلون الأشعة الكونية والمجالات المغناطيسية خارج الشمس. الاكتشافات مثل المنطقة الساخنة تعيد تعريف الحدود الكونية.
تحمل المسبارات أقراصًا ذهبية بها أصوات وصور للأرض. إنهم يمثلون اتصالاً محتملاً مع الحضارات الخارجية. تؤثر البيانات المتراكمة على دراسات الكواكب الخارجية والأغلفة الشمسية النجمية.
