ماهواره هندی برای مطالعه سیاهچاله ها به فضا رفت

بهارسادات موسوی

یک جرعه ازجهان دانش

[ گزازش ازپژوهش های تازه ]

 

رصدپدیده‌ای عجیب

تلسکوپ فضایی جیمز وب نشانه‌هایی از یک شفق قطبی مرموز را بر فراز یک «ستاره شکست خورده» مشاهده کرد. پدیده شفق قطبی در سیاراتی که ستاره‌ای نزدیک به آن هاست و استراتوسفر آن ها را گرم می‌کند پیش از این نیز مشاهده شده است اما تماشای آن بر فراز جرمی که هیچ منبع گرمای مشخص بیرونی ندارد عجیب به نظر می‌رسد.

به گزارش اسپیس، ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) ناسا یک «ستاره شکست خورده» یا کوتوله قهوه‌ای را مشاهده کرده‌اند که نشانه‌هایی از وجود یک شفق قطبی را نشان می‌دهد.

شفق‌های قطبی بیشتر به عنوان نورهای شمالی و جنوبی شناخته می‌شوند که در اثر برخورد ذرات باردار خورشید به مولکول‌های جو زمین ایجاد می‌شوند. آن ها معمولا فقط در عرض‌های جغرافیایی بالا دیده می‌شوند، زیرا مغناطیس‌سپهر سیاره ما این ذرات را به سمت قطب‌ها هدایت می‌کند. شفق‌های قطبی در اطراف سیارات دیگر منظومه شمسی مانند مشتری و زحل و حتی بر فراز قمرهای فعال مانند آیو مشتری و انسلادوس زحل دیده شده‌اند. که احتمالا همگی در اثر بمباران شدن جو سیارات با ذرات خورشیدی باردار ایجاد شده‌اند. با این وجود ، شفق تازه کشف شده در اطراف یک کوتوله قهوه‌ای به نام W1935 و در فاصله بیش از ۴۰ سال نوری از زمین، مرموز به نظر می‌رسد زیرا هیچ ستاره‌ای نزدیک به آن وجود ندارد که بتواند ذرات باردار برای ایجاد شفق را فراهم کند.

کوتوله‌های قهوه‌ای بزرگتر از سیارات غول پیکر گازی و کوچکتر از ستارگان هستند اما مانند ستاره‌ها از یک ابر در حال فروپاشی متشکل از گاز و غبار تشکیل می‌شوند. این بدان معناست که بیشتر کوتوله‌های قهوه‌ای مانند W1935 اغلب از ستاره‌ها جدا هستند.

نام مستعار «ستاره‌های شکست خورده» از این جهت به آن ها نسبت داده می‌شود که جرم کافی برای ایجاد همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم را در قلب خود ندارند. این فرآیندی است که به ستاره‌ها در طول عمرشان انرژی می‌بخشد.

شفق بالقوه بر فراز W1935 که نور مادون قرمز ناشی از انتشار متان منتشر می‌کرده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب مشاهده شده است. هنگامی که انتشار گازهای متان مشابه آن چه در این سیاره دیده شد بر روی مشتری و زحل مشاهده می‌شود، علت آن گرم شدن جو بیان می‌شود زیرا ذرات باردار روی خطوط میدان مغناطیسی پایین می‌آیند و به ذرات جو برخورد می‌کنند و همچنین شفق‌های قطبی را ایجاد می‌کنند. بنابراین محققان فکر می‌کنند که همین امر در مورد این کوتوله قهوه‌ای جدا افتاده نیز صدق می‌کند.
با وجود فقدان باد خورشیدی خارجی که باعث ایجاد شفق احتمالی بر کوتوله قهوه‌ای می‌شود، محققان بر این باورند که ممکن است برخی فرآیندهای داخلی در کوتوله قهوه‌ای وجود داشته باشد که این انرژی را به جو آن می‌رساند. از طرف دیگر، پلاسمای بین ستاره‌ای می‌تواند W1935 را تحت تاثیر قرار دهد، یا ممکن است این کوتوله قهوه‌ای کاملا منزوی نباشد و هجوم ذرات را از یک قمر فعال نزدیک به خود دریافت کند.

گروهی از دانشمندان به رهبری جکی فاهرتی(Jackie Faherty)، ستاره‌شناس موزه تاریخ طبیعی آمریکا، این کشف را در حین بررسی ۱۲ کوتوله قهوه‌ای با جیمز وب انجام دادند.

W1935 و W2220 دو کوتوله قهوه‌ای بسیار مشابه بودند که دما و روشنایی مشابهی داشتند و همچنین ترکیبات تقریبا یکسانی از آب، آمونیاک، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن نشان دادند.

با این حال، W1935 با دوقلوهایی که به آن نزدیک بودند در داشتن متانی که نور مادون قرمز ساطع می‌کرد، تفاوت داشت. در W2220، همان ترکیب شیمیایی نور را جذب می‌کرد.

فاهرتی می‌گوید: ما انتظار داشتیم متان را ببینیم، زیرا متان در سراسر این کوتوله‌های قهوه ای وجود دارد. اما به جای جذب نور، دقیقا عکس آن را دیدیم: متان می‌درخشید. من متعجب شدم. چرا متان از این جسم خارج می‌شود؟

این تیم با مدل‌سازی جو کوتوله‌های قهوه‌ای برای تعیین علت انتشار متان، دریافتند جو W2220 با افزایش ارتفاع سرد می‌شود، اما به نظر می‌رسد جو W1935 در حال تجربه وارونگی دمایی است که جو آن در ارتفاعات بالاتر گرم می‌شود.

بن برنینگهام(Ben Burningham)، مدل‌ساز ارشد پژوهش از دانشگاه هرتفوردشایر در انگلیس می‌گوید: این وارونگی دما واقعا گیج‌کننده است. ما این نوع پدیده را در سیاراتی با یک ستاره نزدیک دیده‌ایم که می‌تواند استراتوسفر را گرم کند، اما دیدن آن در جسمی بدون منبع گرمای خارجی آشکار عجیب است.

این باعث شد که محققان برای یافتن توضیح ، به مشتری و زحل مراجعه کنند. یافتن وارونگی دما در جو این غول‌های گازی منظومه شمسی نیز قابل توجه است. نظریه اصلی برای این امر، گرم شدن توسط همان فرآیندی است که شفق قطبی را ایجاد می‌کند.

شفق‌های قطبی پیش از این برای توضیح ویژگی‌های غیرمعمول کوتوله‌های قهوه‌ای، مانند انتشار رادیویی از نمونه‌های گرم‌تر این ستارگان شکست خورده، استفاده شده‌اند. با این حال، مشاهدات جیمز وب از W1935 برای اولین بار انتشار متان از یک کوتوله قهوه‌ای را نشان داده است که شفق قطبی را ایجاد کرده است.

کشف جدیدی در مورد تشکیل یک سنگ منحصربه‌فرد روی ماه

پژوهش یک گروه بین‌المللی که درمجله “Nature Geoscience” به چاپ رسیده است. اطلاعات جدیدی را در مورد روند تشکیل یک نوع سنگ منحصربه‌فرد ماه ارائه می‌دهد و به حل کردن یک معمای بزرگ در زمین‌شناسی قمری کمک می‌کند.

این پژوهش‌ جدید، یک فرآیند حیاتی را آشکار کرده است که در ایجاد یک نوع سنگ منحصربه‌فرد ماه نقش دارد. این کشف جدید، ترکیب مشخص و حضور این سنگ را در سطح ماه توضیح می‌دهد و رازی را آشکار می‌کند که دانشمندان مدت‌ها به دنبال پاسخ آن بودند.

به نقل از نانوورک، این پژوهش که توسط یک گروه بین‌المللی از دانشمندان به سرپرستی “دانشگاه‌ بریستول” (University of Bristol) در بریتانیا و “دانشگاه مونستر” (University of Münster) در آلمان انجام شده است، یک مرحله کلیدی را در پیدایش این ماگماهای متمایز نشان می‌دهد. این مرحله کلیدی، ترکیبی از بررسی‌های آزمایشگاهی در دمای بالا با استفاده از سنگ‌های مذاب، همراه با تحلیل‌های ایزوتوپی پیچیده نمونه‌های قمری است و یک واکنش حیاتی را شناسایی می‌کند که ترکیب آن ها را تحت کنترل دارد. این واکنش حدود سه و نیم میلیارد سال پیش در اعماق ماه رخ داد که شامل تبادل عنصر آهن موجود در ماگما با عنصر منیزیم در سنگ‌های اطراف بود و ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی ذوب شدن را تغییر داد.

“تیم الیوت” (Tim Elliott) استاد علوم زمین در دانشگاه بریستول و از پژوهشگران این پروژه گفت: منشاء سنگ‌های آتشفشانی قمری یک داستان جذاب است و فروریختن یک توده کریستالی ناپایدار در مقیاس سیاره‌ای را تعریف می‌کند که از سرد شدن یک ماده اولیه ایجاد شده است. اقیانوس ماگما یک محور برای محدود کردن این داستان است که وجود یک نوع ماگمای منحصربه‌فرد را در ماه نشان می‌دهد اما توضیح دادن این که چگونه چنین ماگماهایی توانسته‌اند به سطح بیایند تا ماموریت‌های فضایی از آن ها نمونه‌برداری کنند، همیشه یک مشکل دردسرساز بوده است. خیلی خوب است که اکنون این مشکل را حل کرده‌ایم.

غلظت بالای عنصر تیتانیوم در بخش‌هایی از سطح ماه، از زمان ماموریت‌های “آپولو” (Apollo) در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ شناخته شده است که نمونه‌های گدازه‌ای جامد و باستانی را با موفقیت از ماه به زمین آوردند. نقشه‌برداری‌های جدیدتر توسط ماهواره‌های در حال چرخش نشان می‌دهند این ماگماها که به “بازالت‌های پر از تیتانیوم” معروف هستند، به صورت گسترده روی سطح ماه قرار دارند.

دکتر “مارتین کلاور” (Martijn Klaver) پژوهشگر مؤسسه کانی‌شناسی دانشگاه مونسترو از اعضای این پروژه گفت: مدل‌ها تاکنون قادر به بازسازی ترکیبات ماگمایی نبوده‌اند که با ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی ضروری بازالت‌های پر از تیتانیوم مطابقت داشته باشند. توضیح دادن چگالی کم آن ها که باعث فوران در حدود سه و نیم میلیارد سال پیش شده، همیشه بسیار دشوار بوده است.

این گروه پژوهشی موفق شدند بازالت‌های پر از تیتانیوم را در فرآیند آزمایشگاهی و با استفاده از آزمایش‌های دمای بالا تقلید کنند. بررسی‌های صورت‌گرفته روی بازالت‌های پر از تیتانیوم، یک ترکیب ایزوتوپی متمایز را نشان داد که نشانه‌ای را از واکنش‌های بازتولیدشده در آزمایش‌ها ارائه می‌دهد. هر دو نتیجه به وضوح نشان می‌دهند که واکنش مذاب — جامد برای درک کردن روند تشکیل شدن این ماگماهای منحصربه‌فرد ضروری است.

برای پروژه اعزام انسان به فضا؛
ماهواره هندی برای مطالعه سیاهچاله ها به فضا رفت

هندوستان نخستین ماهواره خود برای مطالعه سیاهچاله ها را به فضا فرستاد. این عملیات بخشی از یک پروژه اکتشاف فضایی بلندپروازانه است.

به گزارش بیزینس اینسایدر، هند با ارسال ماهواره اشعه ایکس «پلاریمتر»( X-ray Polarimeter Satellite ) به فضا به دومین کشوری تبدیل شد که با استفاده از یک رصدخانه فضایی درباره سیاهچاله ها و دیگر اجسام کهکشانی تحقیق می کند. ناسا ماموریتی مشابه در ۲۰۲۱ میلادی انجام داد و از آن زمان تاکنون به اکتشافات بی سابقه ای دست یافته است.
سیاهچاله مقدار انبوهی ماده است که در یک منطقه بسیار کوچک متراکم شده و از بقایای یک ستاره بزرگ تشکیل شده که در یک انفجار ابرنواخیر فروپاشی شده است. نیروی گرانش آن ها چنان قدرتمند است که نور نمی تواند از آن بگذرد، به همین دلیل ردیابی آن ها کار مشکلی است.
عملیات دیروز سازمان فضایی هند، بخشی از اهداف فضایی وسیع این کشور از جمله ارسال ۳ فضانورد به مدار پایین زمین و بازگرداندن آن ها پس از ۳ روز است. اگر این عملیات موفقیت آمیز انجام شود، هند چهارمین کشوری خواهد بود که انسان به فضا فرستاده است. در حال حاضر فقط روسیه، آمریکا و چین ماموریت های سرنشین دار به فضا انجام داده است.

هندوستان در آگوست ۲۰۲۳ میلادی به نخستین کشوری تبدیل شد که فضاپیمایی را در منطقه قطب جنوب ماه فرود می آورد و در سپتامبر نیز فضاپیمایی برای مطالعه خورشید به فضا فرستاد. در کنار آنچه گفته شد، هندوستان می خواهد تا ۲۰۴۰ میلادی فضانورد به ماه بفرستد.