إن المحيط بنظامنا الشمسي هو درع كوني طبيعي وغامض يسمى الهليوفيري – وتهدف مهمة جديدة إلى مساعدة علماء الفلك على فهمه بشكل أفضل.
تم إنشاؤه بواسطة الرياح الشمسية ، وهو تدفق مستمر للجزيئات المشحونة التي تتدفق بعيدًا عن الشمس ، تعمل الهليوفيري كقاعة هائلة تحمي الكواكب في نظامنا الشمسي من الإشعاع الكوني الذي يتخلل درب التبانة ، مجرتنا المنزلية.
بالإضافة إلى المجال المغناطيسي الواقي للأرض ، يلعب الهليوفيري دورًا رئيسيًا في سبب إمكانية الحياة على كوكبنا – وكيف ربما كان موجودًا على آخرين مثل المريخ.
لقد ساهم أكثر من دزينة من المهام في كيفية فهم علماء الفلك الهليوفيري ، وقد جمعت مركبة فضائية دائمة ، هما تحقيقات Voyager ، بيانات رئيسية بعد الخروج من الهليوفيري لاستكشاف الفضاء بين النجوم.
ولكن تم تصميم Mission الجديد ، أو رسم الخرائط بين النجوم وتسريعه ، للتحقيق في كيفية تشكيل الشمس من الرياح الشمسية ، وكيف تتفاعل الرياح الشمسية مع الفضاء بين النجوم على حدود الهليوفير ، التي تبدأ في حدود ثلاثة أضعاف المسافة بين الأرض والبلوتو ، وفقًا لناسا.
تُظهر هذه الصورة مهمة IMAP الخاصة بـ NASA في غرفة الفراغ الحرارية في مركز Nasa Marshall Flight Center ومرافقها المبردة في Huntsville ، ألاباما ، في مارس. – إد ويتمان/ناسا/جونز هوبكنز APL/برينستون
ستملأ أدوات المركبة العشرة من المركبة الفضائية أيضًا الفجوات في الخريطة الحالية للهيليوفيري ، والتي تم تجميعها معًا من البيانات التي تم جمعها بواسطة البعثات السابقة ، وتساعد في توضيح كيفية قيام الهليوفيري إلى حد كبير بتحويل نظامنا الشمسي من الإضرار بالأشعة الكونية ، والجزيئات الأكثر نشاطًا في الكون.
جنبا إلى جنب مع مهمتين أخريين للطقس الفضائي ، من المتوقع أن يتم إطلاقه على متن الصواريخ نفسها يوم الأربعاء ، سيساعد IMAP العلماء على التنبؤ بشكل أفضل عندما تؤثر العواصف الشمسية التي تطلقها الشمس على كوكبنا. عندما تهدف إلى الأرض ، يمكن للإشعاع القاسي من العواصف ، والمعروف أيضًا باسم الطقس الفضائي ، أن يشكل مخاطر على رواد الفضاء في المحطة الفضائية الدولية وكذلك التدخل في الاتصالات ، وشبكة الطاقة الكهربائية ، والملاحة ، وعمليات الراديو والأقمار الصناعية.
وقال الدكتور جو ويستليك ، مدير قسم الهليوفيزياء التابع لناسا ، خلال مؤتمر صحفي يوم الأحد: “هذه المجموعة التالية من البعثات هي السيارات الكونية النهائية”. “سوف يوفرون نظرة ثاقبة غير مسبوقة على الطقس الفضائي. كل إنسان على وجه الأرض ، وكذلك كل نظام تشارك في استكشاف الفضاء والاحتياجات الإنسانية ، يتأثر بالطقس الفضائي.”
رسم خرائط الهليوفير
تم تنظيم نظرية الهليوفير أولاً من قبل العديد من العلماء الذين يبحثون في مفهوم الأشعة الكونية والرياح الشمسية في أواخر الخمسينيات ، وفقًا لوكالة ناسا. لقد اعتقدوا أن الشمس توفر شبكة من الحقول المغناطيسية والرياح الشمسية التي خلقت حدودًا تحيط بالأرض وبقية النظام الشمسي.
مارينر 2 ، أول مهمة ناجحة لكوكب آخر قام بأداء ذبابة فينوس في عام 1962 ، كانت أيضًا أول من قياس الرياح الشمسية ، مما يثبت وجودها. قدمت القياسات المباشرة التي اتخذتها بايونير 10 و 11 مهمة في سبعينيات القرن الماضي ، وكذلك تحقيقات Voyager ، دليلًا إضافيًا على الهليوفير.
العلماء يتوقون إلى معرفة شكل حدود الهليوفيري ، وهو أمر قدمت تحقيقات Voyager لمحات محيرة في الماضي. وهما المركزين الفضائي الوحيدان اللذين يعبران الهليوفير.
وصل Voyager 1 إلى حدود الهليوفيري في عام 2012 ، في حين عبرت Voyager 2 أبطأ الحدود في عام 2018 ، مما يوفر لقطات في موقعين محددين. تساعد المعلومات التي جمعتها هذه التحقيقات العلماء على التعرف على شكل المذنب الهليفي.
يقوم القمر الصناعي ، أو المستكشف الحدودي بين النجوم ، بتخطيط الهليوفير منذ إطلاقه في عام 2008. ولكن يمكن لـ IMAP استكشاف حدود الهليوفيري كما لم يسبق لها مثيل لأنها تحتوي على أدوات ذات تصوير أسرع قادرة على دقة أعلى 30 مرة.
يوضح هذا الرسم موضع تحقيقات Voyager 1 و Voyager 2 بالنسبة إلى Heliosphere ، وهي فقاعة واقية أنشأتها الشمس التي تمتد إلى ما بعد مدار البلوتو. – NASA/JPL-Caltech
بمجرد وصوله إلى مدار حوالي مليون ميل (1.6 مليون كيلومتر) من الأرض ، ستقوم IMAP أيضًا بالتقاط ملاحظات للرياح الشمسية في الوقت الفعلي وقياس الجسيمات التي تنتقل من الشمس ، ودراسة حدود هيليوفيري تتراوح بين 6 مليارات و 9 مليارات ميل (9.7 مليار إلى 14.5 مليار كيلومتر) ، وحتى تحصيل البيانات من Interstellar.
في الغالب ، سوف يقيس IMAP ذرات محايدة نشطة ، تسمى ENAS ، أو جزيئات غير مشحونة تتشكل عندما يصطدم أيون مشحون نشط بذرة محايدة بطيئة الحركة. تحدث العملية التي تشكل هذه الجسيمات ، التي توجد فيها أي مكان توجد فيه البلازما ، أو الغاز المشحون ، في الفضاء ، في جميع أنحاء الهليوفيري وعلى طول حدودها. ستعتمد IMAP على تتبع هذه الجسيمات لإنشاء خريطة أكثر اكتمالا للهليليوسفير ، وفقا لوكالة ناسا.
تنتقل الجسيمات في خط مستقيم ، لا تتأثر بالحقول المغناطيسية لأنها غير مشحونة ، لذلك يمكن لـ IMAP أن يجمع Enas بالقرب من الأرض وتتبعها إلى أصولها ، مثل الحدود غير المرئية للهيليوفيري ، وفقًا لوكالة ناسا.
وقال الدكتور ديفيد ماكوماس ، الباحث الرئيسي في IMAP وعالم الفيزياء الفلكية في جامعة برينستون: “ستقوم IMAP بتقديم صور مفصلة بشكل لا يصدق ستتطور مع مرور الوقت من منطقة التفاعل هذه”. “سيكون قادرًا على فهم ماهية التدريع ، وكيف يعمل التدريع وما يبدو عليه.”
وأضاف McComas أن نظامنا الشمسي ليس وحده في وجود شيء مثل الهليوفير ، وقد تم رصد الفلكات المشرقة حول النجوم الأخرى.
يقف صاروخ Spacex Falcon 9 مع IMAP’s IMAP ، ومرصد Carruthers Geocorona ، و SWFO -L1 من NOAA رأسيًا في مجمع الإطلاق 39A في مركز كينيدي الفضائي في فلوريدا مع ارتفاع الشمس في 22 سبتمبر. – Spacex/NASA
مراقبة الطقس الفضاء
من المتوقع أن يتم إطلاق IMAP جنبًا إلى جنب مع مرصد Carruthers في ناسا ومرصد SWFO-L1 التابع لوكالة ناسا ، أو الطقس الفضائي على متن الطائرة 1 ، على صاروخ Spacex Falcon 9 من مركز كينيدي للفضاء في ناسا في فلوريدا يوم الأربعاء الساعة 7:30 صباحًا. ستدفق ناسا الإطلاق على موقع YouTube.
مرصد Carruthers Geocorona هو قمر صناعي صغير سيتم تخصيصه لمراقبة الفوسفيرة ، أو الطبقة الخارجية للأرض. ستقوم بعثة Carruthers بتقاط صور لتوهج الأشعة فوق البنفسجية الباهتة في المنطقة ، المسمى Geocorona ، للمساعدة في الإجابة على أسئلة حول شكل الحجم والكثافة.
تم تسمية المهمة للدكتور جورج كاروثرز ، الذي طور كاميرا الأشعة فوق البنفسجية كأول مرصد قائم على القمر تم وضعه خلال مهمة أبولو 16. الكاميرا ، التي لا تزال موجودة في منطقة ديكارت هايلاند على سطح القمر ، صورت الأرض في ضوء الأشعة فوق البنفسجية والتقاط الصورة الأولى من exosphere في عام 1972.
الصورة الأولى للجو الخارجي للأرض ، Geocorona ، مأخوذة من تلسكوب صممه وصممه جورج كاروثرز. – G. Carruthers (NRL) et al./far UV Camera/NASA
ستقيس مهمة Carruthers التغيرات وتأثيرات الطقس الفضائي بمجرد وصولها إلى الأرض ، نظرًا لأن الخزانة يمثل حدودًا انتقالية بين الأرض والفضاء.
وفي الوقت نفسه ، تهدف مهمة SWFO-L1 إلى أن تكون بمثابة كاشف في العواصف الشمسية ، مما يوفر تحذيرات مبكرة لحماية رواد الفضاء في مدار منخفضة الأرض والأقمار الصناعية التي توفر اتصالات حرجة على الأرض. إنها أداة ستكون أكثر ضرورة حيث يغامر رواد الفضاء بعيدًا عن الفضاء.
وقال مارك كلامبين ، القائم بأعمال نائب المدير المساعد في مديرية بعثة العلوم التابعة لوكالة ناسا ، في مؤتمر صحفي لمهمة Artemis II القادمة حول القمر “أعتقد أننا نتحسن … لكن توقعات قوية حقًا ، لا تزال شيئًا نسعى جاهدين من أجله”. “ومن الواضح أن المهام التي نطرحها الآن ستمنحنا نظرة أفضل بكثير على ليس فقط الجزء الواحد من المشكلة ، ولكن المشكلة برمتها ، من ما يحدث على الشمس إلى كيفية انتشار ذلك من الشمس ، وما إذا كانت مشكلة حقيقية أم لا.”
سيقوم تلسكوب Coronagraph المدمج من القمر الصناعي بمراقبة الشمس للنشاط وقياس الرياح الشمسية ، مما يوفر دفقًا مستمرًا من البيانات إلى مركز التنبؤ بالطقس في NOAA. يمكن إرسال صور العواصف الشمسية التي التقطتها القمر الصناعي إلى المركز في غضون 30 دقيقة ، في حين أن البعثات الحالية الأخرى ، مثل ناسا ووكالة المساحات الأوروبية للطاقة الشمسية والمرصد الهليفيري ، التي تم إطلاقها في عام 1995 ، يمكن أن تستغرق ما يصل إلى ثماني ساعات.
وقالت كلينتون والاس ، مديرة مركز التنبؤ بالفضاء في NOAA: “البيانات الأساسية لـ SWFO-L1 هي شريان الحياة الخاص بنا للحفاظ على الأضواء ، والطائرات التي تطير وأقمار صناعية آمنة ، مما يضمن أن تكون أمريكا جاهزة لما ترسله الشمس في طريقنا”.
اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder’s Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com