Skip to main content
Global

20.6: المادة بين النجوم حول الشمس

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197102

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    في نهاية هذا القسم، ستكون قادرًا على:

    • وصف كيفية ترتيب المادة بين النجوم حول نظامنا الشمسي
    • اشرح لماذا يعتقد العلماء أن الشمس تقع في فقاعة ساخنة

    نريد أن نختتم مناقشتنا للمادة بين النجوم بالسؤال عن كيفية تنظيم هذه المادة في جوارنا المباشر. كما ناقشنا أعلاه، أظهرت مراصد الأشعة السينية المدارية أن المجرة مليئة بفقاعات الغاز الساخن الذي ينبعث منه الأشعة السينية. كما كشفوا عن خلفية منتشرة للأشعة السينية يبدو أنها تملأ السماء بأكملها من منظورنا (الشكل\(\PageIndex{1}\)). في حين أن بعض هذه الانبعاثات تأتي من تفاعل الرياح الشمسية مع الوسط بين النجوم، فإن معظمها يأتي من خارج النظام الشمسي. التفسير الطبيعي لسبب وجود غاز ينبعث منه الأشعة السينية في كل مكان حولنا هو أن الشمس نفسها داخل إحدى الفقاعات. لذلك نطلق على «الحي» اسم الفقاعة الساخنة المحلية، أو الفقاعة المحلية باختصار. الفقاعة المحلية أقل كثافة بكثير - بمتوسط 0.01 ذرة تقريبًا لكل سم 3 - من متوسط الكثافة بين النجوم التي تبلغ حوالي 1 ذرة لكل سم 3. تبلغ درجة حرارة هذا الغاز المحلي حوالي مليون درجة، تمامًا مثل الغاز الموجود في الفقاعات الخارقة الأخرى التي تنتشر في جميع أنحاء مجرتنا، ولكن نظرًا لوجود القليل جدًا من المواد الساخنة، فإن درجة الحرارة المرتفعة هذه لا تؤثر على النجوم أو الكواكب في المنطقة بأي شكل من الأشكال.

    ما الذي تسبب في تكوين الفقاعة المحلية؟ العلماء ليسوا متأكدين تمامًا، لكن المرشح الرئيسي هو الرياح من النجوم وانفجارات السوبرنوفا. في منطقة قريبة في اتجاه الأبراج Scorpius و Centaurus، حدث الكثير من تكوين النجوم منذ حوالي 15 مليون سنة. تطورت أضخم هذه النجوم بسرعة كبيرة حتى أنتجت رياحًا قوية، وأنهى بعضها حياته بالانفجار. وقد ملأت هذه العمليات المنطقة المحيطة بالشمس بالغاز الساخن، مما أدى إلى التخلص من الغاز الأكثر برودة وكثافة. وصلت حافة هذه الفقاعة العملاقة المتوسعة إلى الشمس منذ حوالي 7.6 مليون سنة، وتقع الآن بعد أكثر من 200 سنة ضوئية من الشمس في الاتجاه العام لأبراج أوريون وبيرسيوس وأوريغا.

    بديل
    شكل\(\PageIndex{1}\) السماء في الأشعة السينية. تُظهر هذه الصورة، التي التقطها القمر الصناعي ROSAT، السماء بأكملها بالأشعة السينية كما تُرى من الأرض. تشير الألوان المختلفة إلى طاقات الأشعة السينية المختلفة: الأحمر هو 0.25 كيلوإلكترون فولت، والأخضر هو 0.75 كيلوإلكترون فولت، والأزرق هو 1.5 كيلوإلكترون فولت. يتم توجيه الصورة بحيث يمتد مستوى المجرة عبر منتصف الصورة. يعد اللون الأحمر الموجود في كل مكان، والذي لا يختفي تمامًا حتى في مستوى المجرة، دليلًا على وجود مصدر للأشعة السينية في جميع أنحاء الشمس.

    توجد بضع غيوم من المادة بين النجوم داخل الفقاعة المحلية. يبدو أن الشمس نفسها قد دخلت سحابة منذ حوالي 10,000 عام. هذه السحابة دافئة (بدرجة حرارة تبلغ حوالي 7000 كلفن) وتبلغ كثافتها 0.3 ذرة هيدروجين لكل سم 3 - أعلى من معظم الفقاعة المحلية ولكنها لا تزال ضعيفة جدًا لدرجة أنها يشار إليها أيضًا باسم الزغب المحلي (الشكل\(\PageIndex{2}\)). (أليست هذه الأسماء الفلكية ممتعة أحيانًا؟)

    في حين أن هذه السحابة رقيقة جدًا، فإننا نقدر أنها تساهم بجسيمات أكثر من 50 إلى 100 مرة من الرياح الشمسية في المواد المنتشرة بين الكواكب في نظامنا الشمسي. تم اكتشاف هذه الجسيمات بين النجوم وحساب أعدادها بواسطة المركبة الفضائية التي تسافر بين الكواكب. ربما يبتكر العلماء يومًا ما طريقة لجمعها دون تدميرها وإعادتها إلى الأرض، حتى نتمكن من لمس - أو على الأقل الدراسة في مختبراتنا - هؤلاء الرسل من النجوم البعيدة.

    بديل
    الشكل: زغب\(\PageIndex{2}\) محلي. تتحرك الشمس والكواكب حاليًا عبر السحابة المحلية بين النجوم، والتي تسمى أيضًا الزغب المحلي. يعتبر الزغب وصفًا مناسبًا لأن كثافة هذه السحابة تبلغ حوالي 0.3 ذرة فقط لكل سم 3. بالمقارنة، يحتوي الغلاف الجوي للأرض عند حافة الفضاء على حوالي 1.2 × 10 13 جزيئًا لكل سم 3. تُظهر هذه الصورة بقع المادة بين النجوم (معظمها غاز الهيدروجين) في غضون حوالي 20 سنة ضوئية من الشمس. تبلغ درجة حرارة السحابة المحلية بين النجوم حوالي 7000 كلفن، وتشير الأسهم إلى الاتجاهات التي تتحرك فيها أجزاء مختلفة من السحابة. تشير الأسماء المرتبطة بكل سهم إلى الأبراج الموجودة في السماء التي تتجه إليها أجزاء السحابة. يُعتقد أن النظام الشمسي قد دخل إلى السحابة المحلية بين النجوم، وهي سحابة صغيرة تقع داخل فقاعة عملاقة أكبر بكثير تتوسع إلى الخارج من منطقة برج العقرب - سنتوروس في السماء، في وقت ما بين 44,000 و 150,000 سنة مضت، ومن المتوقع أن تبقى داخلها لمدة 10 سنوات أخرى، من 000 إلى 20000 سنة.

    المفاهيم الأساسية والملخص

    تقع الشمس على حافة سحابة منخفضة الكثافة تسمى Local Fluf. تقع الشمس وهذه السحابة داخل الفقاعة المحلية، وهي منطقة تمتد إلى 300 سنة ضوئية على الأقل من الشمس، حيث تكون كثافة المواد بين النجوم منخفضة للغاية. يعتقد علماء الفلك أن هذه الفقاعة انفجرت بواسطة بعض النجوم القريبة التي شهدت رياحًا قوية وبعض انفجارات السوبرنوفا.

    مسرد المصطلحات

    فقاعة محلية
    (أو الفقاعة الساخنة المحلية) وهي منطقة ذات غاز منخفض الكثافة تبلغ مليون درجة تقع فيها الشمس والنظام الشمسي حاليًا
    زغب محلي
    سحابة أكثر كثافة قليلاً داخل الفقاعة المحلية، التي تقع فيها الشمس أيضًا