ویاتک | اخبار حوزه دانش، فناوری و تکنولوژی به همراه مطالب علمی جذاب

ابر اورت چیست؟

+
Lspnhalley

برای هزاران سال، اخترشناسان به آسمان شب نگاه می‌کردند و دنباله‌دارهایی را می‌دیدند که به زمین نزدیک می‌شوند و پس از گذشت زمانی مشخص به تدریج دور می‌شدند. این مشاهدات یکسری سوال را در ذهن اخترشناسان ایجاد می‌کرد، به عنوان مثال، آن‌ها با خود می‌گفتند: این دنباله‌دارها از کجا‌ می‌آیند؟

با نزدیک شدن این دنباله‌دارها به خورشید، سطح آن‌ها شروع به ذوب شدن می‌کند و حرارت خورشید باعث به وجود آمدن‌هاله می‌شود. وقتی که نور خورشید به سطح یخ زده این اجرام می‌تابد، شاهد ذوب شدن سطح آن‌ها هستیم و گاز درونشان آزاد شده و به صورت یک‌هاله‌ی طولانی به دنبال این اجسام دیده می‌شود. اما این اجرام واقعا از کجا می‌آیند؟ باید جایی وجود داشته باشد که این اجرام بتوانند در آن تشکیل شوند و دوره‌ای از عمر خود را در آن‌جا بگذرانند. این مکان کجاست؟ دنباله‌دارها از کجا می‌آیند؟ این‌ها سوالاتی هستند که اخترشناسان برای مدت‌ها درگیر یافتن پاسخی برای آن‌ها بودند.

در دهه ۵۰ میلادی، بالاخره پس از مشاهدات بسیار، نظریه‌ای جالب ارائه شد. ستاره شناس هلندی، Jan Oort (با تلفظ هلندی: یان اورت) گفت طبق اطلاعات و مشاهداتی که در طی سالیان گذشته داشته، پیش‌بینی می‌کند که در اطراف منظومه‌ی شمسی ما، جوی متشکل از سیارک‌ها و اجرام سنگی و یخ زده وجود دارد که کاملاً منظومه‌ی شمسی را احاطه کرده‌اند. چندی بعد، دانشمندان این پدیده را ابر اورت (به یاد کاشف آن) نامیدند. این نظریه نشان می‌دهد که شهاب سنگ‌ها و سایر اجرام از این منطقه به کمک گرانش خورشید به داخل منظومه‌ی شمسی سقوط می‌کنند. نظریه‌ی جالبی است و واقعی به نظر می‌رسد اما جالب است بدانید که هنوز هم وجود آن ۱۰۰ درصد اثبات نشده زیرا هنوز کسی نتوانسته این پدیده را از نزدیک مشاهده کند. درست است که هنوز کسی نتوانسته وجود این پدیده را اثبات کند اما اخترشناسان و دانشمندان موارد بسیاری را از این نظریه آموخته و به کار گرفته‌اند.

تعریف دقیق ابر اورت

ابر اورت جَوی کروی شکل و تپه‌ای است که از تعداد بی‌شماری سنگ و یخ تشکیل شده و منظومه‌ی شمسی را احاطه کرده است. برخی از دانشمندان فاصله‌ی این ابر از خورشید را در حدود ۱۰۰ هزار واحد نجومی‌(۲ سال نوری) می‌دانند و همین نشان می‌دهد که لبه‌ی این ابر تا مرز پایانی منظومه شمسی کشیده شده است. همانند کمربند کویپر (با تلفظ هلندی: کایپر) و صفحه‌ی اسکاترد، ابر اورت نیز از بی‌نهایت جرم یخ زده تشکیل شده است اما فاصله آن از خورشید در مقایسه با آن دو، هزاران برابر بیشتر است. ایده‌ی اصلی وجود یک ابر بزرگ تشکیل شده از بی‌نهایت جرم یخ زده برای اولین بار توسط ستاره شناس استونیایی، ارنست اوپیک، مطرح شد. وی اعلام کرد که معتقد است دنباله‌دارهایی که در دوره‌های طولانی‌تری در آسمان ظاهر می‌شوند، در جایی بسیار دور تشکیل شده‌اند، جایی در خارجی‌ترین لبه‌ی منظومه شمسی.

oort-cloud-nasa

در سال ۱۹۵۰ این ایده مفهومی‌توسط یان اورت مجدداً مطرح شد و وی عنوان کرد که تقریباً مطمئن است یک چنین فضایی وجود دارد و دنباله‌دارهایی که در دوره‌های طولانی‌تر مشاهده می‌شوند از آن‌جا می‌آیند. وی هیچ‌گاه نظریه خود را بر اساس مشاهدات دقیق اثبات نکرد و نتوانست دانشمندان را مستقیماً به واقعیت برساند اما نظریه‌ای که او عنوان کرده هنوز هم پابرجاست و در جامعه‌ی علمی‌پذیرفته شده است.

ساختار و ترکیب ابر اورت

طبق گفته‌ی برخی از ستاره شناسان و دانشمندان، ابر اورت از فاصله ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ واحد نجومی‌(۰.۰۳ و ۰.۰۸ سال نوری) خورشید آغاز شده و تا فاصله ۵۰,۰۰۰ واحد نجومی‌(۰.۷۹ سال نوری) نیز گسترش یافته است. اما عده‌ی دیگری از دانشمندان می‌گویند نه! فاصله‌ی لبه‌ی مرزی این ابر عظیم از خورشید در حدود ۱۰۰ هزار تا ۲۰۰ واحد نجومی‌(۱.۵۸ و ۳.۱۶ سال نوری) گسترش یافته است. ابر اورت از دو منطقه تشکیل شده است، منطقه دورتر که کروی شکل بوده و در فاصله ی ۲۰ هزار تا ۵۰ هزار واحد نجومی‌(۰.۳۲ و ۰.۷۹ سال نوری) از خورشید قرار دارد. ناحیه‌ی دوم که درونی‌تر است، صفحه‌ای شکل بوده و به آن بخش تپه‌ای ابر اورت نیز می‌گویند. بخش تپه‌ای ابر اورت در فاصله‌ی ۲ هزار تا ۲۰ هزار واحد نجومی‌(۰.۰۳ و ۰.۳۲ سال نوری) از خورشید واقع شده است.

بخش خارجی ابر اورت، ممکن است که از تریلیون‌ها جرم با قطر بیش از یک کیلومتر و میلیاردها جرم با قطر ۲۰ کیلومتر و بیشتر تشکیل شده باشد وزن کلی این بخش هنوز محاسبه نشده است و کسی از آن خبر ندارد. دنباله‌دار‌هالی (نام گذاری شده به یاد کاشف آن، ادموند‌هالی) که نام آشنا ترین دنباله‌دار برای ایرانیان و سایر مردم جهان است، از بخش بیرونی ابر اورت به درون منظومه ی شمسی سقوط می‌کند. دانشمندان وزن این دنباله‌دار را ۳×۱۰۲۵ کیلوگرم (۶.۶×۱۰۲۵پوند) یا به عبارت دیگر، ۵ برابر جرم زمین اعلام کرده‌اند! وقتی که دنباله‌دار‌هالی ۵ برابر زمین وزن دارد، تصور کنید که لایه خارجی کروی شکل ابر اورت تا چه حد سنگین است.

314030-space-oort-cloud

طبق آزمایشات و تجزیه و تحلیل‌هایی که بر روی چند ستاره دنباله‌دار ابر اورت صورت گرفته، سطح اکثریت قریب به اتفاق این اجرام از مواد سرد و تبخیر شدنی مانند آب، متان، اتان، کربن مونواکسید، هیدروژن سیانید و آمونیاک تشکیل شده است. برخی پیش‌بینی‌های اولیه، وزن ناحیه‌ی کروی شکل ابر اورت را در حدود ۳۸۰ برابر جرم زمین تخمین زدند اما با پیشرفت دانش انسان‌ها از توزیع اندازه ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب طولانی باعث شد تا این تخمین‌ها کاهش یابند. اجرام کمربند کایپر و ابر اورت به عنوان اجرامی‌فرانپتونی (TNOها) شناخته می‌شوند، زیرا مدار اجرام این دو (ابر اورت و کمربند کایپر) در فاصله دورتری از نپتون نسبت به خورشید قرار گرفته‌اند. از آن‌جایی که ابر اورت از کمربند کایپر (نسبت به خورشید) بسیار دورتر است، به خوبی کمربند کایپر شناخته شده نیست و به دلیل دور بودن بیش از حد، دانشمندان اختر فیزیک و ستاره شناسان قادر به تشخیص هویت اجرام این ابر عظیم نیستند.

منشأ تشکیل ابر اورت

گفته می‌شود ابر اورت باقی مانده دیسک گازی اصلی است که ۴.۶ میلیارد سال پیش به دور خورشید شکل گرفت اما فرضیه‌ای که به طور گسترده میان دانشمندان پذیرفته شده، بیان می‌کند که اجرام ابر اورت باقی مانده تشکیل منظومه شمسی بوده و حاصل فرآیندی هستند که باعث به وجود آمدن سیاره‌ها و سیارک‌ها شدند، اما نیروی گرانش سیاره‌های گازی غول آسای جوانی همچون مشتری باعث شد تا این اجرام از مدار اصلی و مرکزی خود خارج شده و در مدارهایی بیضوی بسیار طولانی (۱>e خروج از مرکز>0) و مدارهای سهموی (e=1 خروج از مرکز) به بیرون رانده شوند.

اخیراً تحقیقی از سوی ناسا انجام شده که نشان می‌دهد تعداد زیادی از اجرام ابر اورت محصول تبادل مواد بین خورشید و ستاره‌های برادر و خواهرش هستند. این ستاره‌های برادر و خواهر شباهت‌های زیادی با خورشید دارند و بسیاری بر این باورند که این ستاره‌ها در زادگاه خورشید تشکیل شده‌اند و بعدها با گذشت زمان، از خورشید دور افتاده‌اند این اجرام بیشتر به قسمت درونی ابر اورت یا همان قسمت تپه‌ای مربوط می‌شوند. علاوه بر این، تحقیق انجام شده نشان داد که دسته‌ی بسیاری از اجرام ابر اورت (احتمالاً اکثریت) در نزدیکی خورشید تشکیل نشده‌اند و در دسته‌ی اول قرار نمی‌گیرند این اجرام همگی در لایه خارجی ابر اورت که کروی شکل است قرار دارند.

آلساندرو موربیدلی از رصدخانه de la Cote d’Azur فرانسه چندین مدل شبیه‌سازی از سیر تکاملی ابر اورت، از زمان تشکیل منظومه‌ی شمسی تا به امروز را بررسی و مشاهده کرده است. این شبیه سازی‌ها نشان دادند که تعامل گرانشی با ستاره‌های نزدیک و همچنین جزر و مد کهکشانی باعث شده‌اند تا مدارهای ستاره‌های دنباله‌دار بیشتر دایره‌ای شکل شوند از همین موضوع می‌توان چرایی کروی بودن لایه بیرونی ابر اورت را نتیجه‌گیری کرد. این در حالی است لایه‌های درونی بخش تپه‌ای به دلیل پیوند بنیادین با خورشید نتوانسته‌اند شکل کروی را به دست آورند.

Scholzs-and-the-OortCloud

مطالعاتی که اخیراً انجام شده‌اند نشان می‌دهند که تشکیل ابر اورت به طور عجیبی با نظریه‌ی تشکیل منظومه‌ی شمسی (به عنوان بخشی از یک خوشه بزرگ که ۲۰۰ الی ۴۰۰ ستاره داشته) مطابقت دارد. این ستاره‌های اولیه نقش مهمی‌را در به وجود آمدن ابر اورت ایفا کرده‌اند.

دنباله‌دارهای ابر اورت

گفته می‌شود که دنباله‌دارها از دو نقطه یا منطقه به درون منظومه‌ی شمسی ما سقوط می‌کنند. اجرامی‌از فضای بی‌نهایت شروع به سقوط به داخل منظومه‌ی شمسی می‌کنند اما در این مسیر وقتی که از سایر اجرام و ستاره‌ها می‌گذرند و به آن‌ها برخورد می‌کنند، آن‌ها را از مدارشان خارج کرده و به داخل مدارهایی با دوره تناوب طولانی می‌فرستند آن‌ها به خورشید نزدیک شده و حالا کم‌کم به دنباله‌دار تبدیل می‌شوند. این مدار، آن‌ها را به داخل منظومه‌ی شمسی آورده و از آن خارج می‌کند. دنباله‌دارهایی با دوره تناوب کوتاه، مدارهایی دارند که یک دور آن حداکثر ۲۰۰ سال طول می‌کشد. در مقابل دنباله‌دارهای با دوره تناوب کوتاه، دنباله‌دارهایی با دوره تناوب طولانی یا بلند قرار می‌گیرند. هر یک دور مدار این دنباله‌دارها هزاران سال طول می‌کشد. دانشمندان بر این باورند که دنباله‌دارهایی با دوره تناوب کوتاه، از بخش‌های درونی‌تر نظیر کمربند کایپر و دیسک اسکاترد به درون منظومه‌ی شمسی سقوط می‌کنند اما دنباله‌دارهایی که دوره تناوب طولانی دارند، از ابر اورت و بخش کروی آن شروع به حرکت می‌کنند. اما دو استثنا برای این قانون وجود دارد.

دو گروه از دنباله‌دارهای اصلی هستند که دوره تناوب کوتاه دارند: دنباله‌دارهای خانواده‌هالی و دنباله‌دارهای خانواده مشتری. ما معمولاً خانواده‌هالی را با یکی از اعضای آن که دانشمندان آن را دنباله‌دار‌هالی (نام کاشف: ادموند‌هالی) گذاشته‌اند، می‌شناسیم. دنباله‌دار‌هالی یکی از غیر معمول‌ترین ستاره‌های دنباله‌دار است. این دنباله‌دار با وجود این که دوره تناوب کوتاه دارد اما از ابر اورت به داخل منظومه شمسی می‌آید و این بسیار جالب است. دنباله‌دار‌هالی دوره تناوب ۷۵.۳ ساله دارد و ساکنین سیاره زمین می‌توانند در سال ۲۰۶۱ مجدداً آن را در آسمان شب مشاهده کنند (آخرین بار در سال ۱۹۸۶ انسان‌ها دنباله دار‌هالی را در آسمان دیدند). دانشمندان می‌گویند که با توجه به مدار این دنباله‌دارها، زمانی دنباله‌دارهای خانواده‌هالی و خانواده مشتری دارای مدارهایی با دوره تناوب طولانی بوده‌اند اما توسط گرانش قوی یک غول گازی به داخل منظومه‌ی شمسی رانده شده‌اند.

comet-orbit-LASP1

اکتشاف ابر اورت

به دلیل این که ابر اورت بسیار دورتر از کمربند کایپر است، بخش اعظمی‌از آن ناشناخته مانده و مستند نشده است. تنها امید بشریت در حال حاضر برای کشف نشانه‌هایی از ابر اورت، فضاپیمای Voyager 1 است. این فضاپیما سریع‌ترین فضاپیمای حال حاظر ناسا است و بیش از سایرین از خانه آبی کوچک ما دور شده، این فضاپیما اکنون از منظومه‌ی شمسی خارج شده و به کمربند کایپر نزدیک می‌شود، اما به نظر نمی‌رسد که در آینده نزدیک به ابر اورت برسد و بتواند اطلاعاتی از آن تهیه کند. اگر فضاپیمای Voyager 1 با همین سرعت فعلی به حرکت خود ادامه دهد، در حدود ۳۰۰ سال آینده به ابر اورت می‌رسد و چیزی در حدود ۳۰ هزار سال طول می‌کشد تا از میان آن عبور کند. اما متاسفانه ژنراتورهای ترموالکتریکی رادیو ایزوتوپ این فضاپیما تنها تا سال ۲۰۲۵ می‌توانند نیروی لازم برای ابزارهای علمی‌را فراهم کنند و پس از آن دیگر توانایی انجام این کار را نخواهند داشت. با وجود ۴ فضاپیمای دیگر که تقریباً در حال ترک منظومه ی شمسی هستند، امیدی به کشف نشانه‌های ابر اورت نیست. فضاپیماهای Voyager 2 و Pioneer 10 و Pioneer 11 و همین طور فضاپیمای افق‌های نو (New Horizons) همگی در حال ترک منظومه‌ی شمسی هستند اما متاسفانه آن‌ها نیز وقتی به ابر اورت برسند سیستم‌هایشان از کار افتاده است.

کشف ابر اورت سختی‌های بسیاری دارد و بزرگ‌ترین مانعی که سر راه کشف ابر اورت قرار گرفته فاصله‌ی بسیار زیاد آن از سیاره زمین است. حتی اگر یک کاوشگر رباتیک ساخته شود که بتواند کاوش ابر اورت را آغاز کند، تا زمانی که به آن می‌رسد، سازندگان و دانشمندانی که آن را به آسمان فرستاده‌اند مدت‌هاست که فوت کرده‌اند و دیگر زنده نیستند. ممکن است در این بازه‌ی زمانی وسایل و سفینه‌های پیشرفته‌تری توسط انسان‌ها ساخته شوند حتی سفینه‌های سرنشین‌دار!

درست است که ما نمی‌توانیم به ابر اورت برسیم اما چیزی که می‌تواند راه گشا باشد، مطالعه است. تحقیق و مطالعه بر روی اجرامی‌که از ابر اورت به داخل منظومه‌ی شمسی سقوط می‌کنند می‌تواند راه گشا باشد و حتی ممکن است که در سال‌های آینده کشف‌های بسیار جالب و حیرت‌انگیزی در خصوص این بخش عظیم از آسمان صورت گیرد. این یک ابر بسیار بسیار بزرگ است. کسی چه می‌داند، شاید چیزی در آن‌جا کمین کرده است را پیدا کنیم!

نظر شما در مورد ابر اورت چیست؟ آیا امیدی هست که بتوانیم بخش کوچکی از آن را شناسایی کنیم؟

منبع:

واکنش شما:
like
2
love
0
haha
0
wow
0
sad
0
angry
0

دیدگاه ها

0 دیدگاه

avatar

wpDiscuz

© تمامی حقوق برای وبسایت ویاتک محفوظ است. نقل مطالب سايت تنها با ذکر و لینک به منبع مجاز است.