الفلك

هل جميع الكواكب الغازية مضمونة لإنتاج مجال مغناطيسي خاص بها؟

هل جميع الكواكب الغازية مضمونة لإنتاج مجال مغناطيسي خاص بها؟

تشترك جميع الكواكب الغازية العملاقة في الأنظمة الشمسية في شيئين مشتركين: غاز الهيدروجين الوفير والمجال المغناطيسي.

أنا أتساءل: هل يمكن أن يكون هناك كوكب غاز لا يستطيع بطريقة ما إنتاج أي مجال مغناطيسي بمفرده؟

لقد تعلمت هناك أنواعًا كثيرة من العوالم الغريبة وغير المألوفة من قراءة الكواكب الخارجية والأقمار الأرضية ، لذلك اعتقدت أنه ربما يوجد كوكب غاز فريد لا ينتج أي مجال مغناطيسي - أو ربما اختفى المجال المغناطيسي بعد فترة.

راجع للشغل أدرك أن الهيدروجين أصبح معدنًا تحت ظروف معينة.


إنه ليس مستحيلًا تقنيًا ، لكن يبدو من غير المحتمل بشكل لا يصدق أن يفتقر كوكب غازي إلى مجال مغناطيسي. وذلك لأن الهيدروجين (العنصر الأكثر وفرة إلى حد بعيد) يكتسب خصائص معدنية عند وضعه تحت ضغط شديد. والمعدن / الموصل الدوار يولد مجالات مغناطيسية عبر تأثير الدينامو. هذا هو السبب في أن الأرض لديها مجال مغناطيسي ، باستثناء أنه بدلاً من دوران الهيدروجين المعدني في قلبنا ، فإن اللب الخارجي من الحديد السائل هو الذي يقوم بهذه الحيلة.

أي مجموعة كبيرة من الغازات بما يكفي لتكوين كوكب ستخلق بالتأكيد الضغط اللازم لتحويل الهيدروجين في شكله المعدني. لكي يكون للكوكب الغازي مجال مغناطيسي ، فإنه يحتاج فقط للوفاء بشرطين:

  1. يحتاج الكوكب إلى كمية وفيرة من الهيدروجين الحر (وهو أمر مرجح للغاية نظرًا لأن كل المادة تقريبًا عبارة عن هيدروجين).
  2. يجب أن يدور الكوكب (وهو أمر محتمل للغاية أيضًا لأن الكوكب يحتفظ بالزخم الزاوي الصافي لجميع الأشياء التي سقطت عليه أثناء تشكله ... الطريقة الوحيدة التي يتجنب بها الكوكب الدوران هي الانغلاق المد والجزر ، مثل مواجهة القمر دائمًا جانبًا نحو الأرض ... وحتى ذلك الحين لا يزال يدور ببطء ... إنه يدور مرة واحدة فقط في كل مرة يكمل فيها مدارًا.)

في النهاية ، بالنظر إلى الحجم الهائل وربما اللامتناهي للكون ، والوفرة الكبيرة للكواكب ، أراهن أن هناك كوكبًا في مكان ما يتكون من غازات أخرى غير الهيدروجين ، أو أنه لا يدور ، وبالتالي هناك سيكون عملاقًا غازيًا بدون غلاف مغناطيسي. لكنني سأكون مندهشا للغاية إذا وجدنا واحدة في حياتي ، أو حتى في الألف عام القادمة!


كيف يصبح الكوكب مغناطيسًا

يحمي المجال المغناطيسي للأرض الحياة على هذا الكوكب بمفرده من حالة مميتة لحرق الرياح الشمسية. لكن كيف يصبح الكوكب مغناطيسًا؟

إن الجزء الغريب من الرياح الشمسية الذي يمر أحيانًا عبر المجال المغناطيسي للأرض لديه الحشمة لتقديم عرض جميل. (المصدر: iStockphoto)

قصص ذات الصلة

يقوم الغلاف الجوي الغازي لكوكبنا بعمل جيد في تعزيز الحياة وحمايتنا من الكويكب الصغير الغريب. ولكن بدون المجال المغناطيسي للأرض ، فإن الرياح الشمسية & # 8212 هي عاصفة ثابتة من الجسيمات عالية الطاقة التي تنطلق من الشمس بسرعة تزيد عن 400 كيلومتر في الثانية & # 8212 تجعل الحياة تشبه إلى حد كبير الجحيم.

إذا وصلت هذه الجسيمات عالية السرعة (معظمها من البروتونات والإلكترونات) إلى غلافنا الجوي ، فسوف تقوم بعمل قصير لتجريدها بعيدًا ، مما يجعلنا عرضة للإشعاع الشمسي الكامل. سيكون الموت سريعًا ومقرمشًا إلى حد ما.

لكن لحسن الحظ ، بالإضافة إلى كونها مغطاة بالغاز ، فإن للأرض مجالها المغناطيسي الخاص الذي يمتد خارج غلافنا الجوي.

المجالات المغناطيسية لا تمر مرور الكرام من قبل الجسيمات المشحونة ، وتنحرف الرياح الشمسية حول الأرض وتتجه أكثر نحو الظل الكوني. (الجزء الغريب من الرياح الشمسية الذي يمر أحيانًا يكون من الحشمة لتقديم عرض جميل & # 8212 الشفق القطبي ناتج عن تلك الجسيمات عالية السرعة التي تصطدم بالغازات عالية الارتفاع حول القطبين).

كان المجال المغناطيسي للأرض (المجال المغنطيسي الأرضي للخبراء) يحمي غلافنا الجوي لما يزيد عن 3 مليارات سنة. لم يجد الكثير من البحث أي دليل على وجود قضيب مغناطيسي عملاق يحرف الكوكب ، أو نوع من الملفات الضخمة من الأسلاك المليئة بالتيار والتي من شأنها أن تولد حقلاً مثل حقل الأرض. إذن ما هو بالضبط الذي يحول كوكبنا شبه الصلب الدوار إلى مغناطيس؟

عندما تدخل الشحنات في أخدود ، يحدث المغناطيس

يتم إنشاء جميع المجالات المغناطيسية عن طريق تحريك الجسيمات المشحونة. في كل مرة يتحرك فيها جسيم مشحون فإنه يولد مجاله المغناطيسي الخاص ، وإذا أمكن تنظيم مجموعة منها بحيث لا تلغي مجالاتها الفردية بعضها البعض ، فإنك تحصل على مغناطيس.

يمكنك تحويل أي قطعة من الأسلاك إلى مغناطيس بضغطة زر. ينتج التيار في السلك عن حركة الإلكترونات بطريقة منظمة لطيفة ، ولكل منها مجال مغناطيسي صغير خاص بها. (المزيد عن كيفية عمل الكهرباء). إذا كان بإمكانك محاذاة الإلكترونات المتحركة بحيث تضاف مجالاتها معًا (عن طريق لف السلك في حلقة) ، فستحصل على مغناطيس كهربائي.

المغناطيس الدائم # 8212 مثل مغناطيس القضبان ومغناطيس الثلاجة & # 8212 لا يمكن صنعه إلا من مواد بها إلكترونات غير متزاوجة تدور حول ذراتها. توفر كل من هذه الإلكترونات غير المزاوجة مجالًا مغناطيسيًا صغيرًا (في الواقع ، كل الإلكترونات لها مجال مغناطيسي خاص بها بفضل دورانها ، ولكن عندما يتم إقرانها تلغي مجالاتها بعضها البعض). لكن فقط المواد مثل الحديد والكوبالت والنيكل لها ذرات يمكن ترتيبها بحيث تضاف الحقول المغناطيسية من إلكتروناتها غير المزدوجة معًا مثل زليون بوصلات صغيرة لإعطاء مجال مغناطيسي شامل. لا يمكنك إرفاق لوحات الأصابع بالثلاجات بأي شيء أقل من ذلك.

إن أصل مجالنا المغنطيسي الأرضي أكثر تعقيدًا بعض الشيء. يستمر تأثير صنع المغناطيس في اللب الخارجي السائل للكوكب & # 8212 وهي طبقة يبلغ سمكها حوالي 2500 كيلومتر ، مصنوعة في الغالب من الحديد المصهور مع قليل من النيكل والعنصر الأخف وزناً.

نظرًا لأن نواة الأرض مكان يصعب زيارته ، فلا أحد متأكد تمامًا مما يحدث هناك. لكن علماء الجيولوجيا يعتقدون أن تأثيرين يعملان معًا يمكن أن يكونا مسؤولين عن إنتاج مجالنا المغناطيسي.

تأتي الشحنة المتحركة بفضل كل هذا الحديد المنصهر ، والذي يكون شديد السخونة لدرجة أنه يتأين ، لذلك هناك أيونات موجبة وإلكترونات سالبة تتحرك حولها. لكن جعل الحقول المغناطيسية الدقيقة المحيطة بكل هذه الشحنات تعمل معًا يعتمد على التيارات العملاقة والأعاصير الهائلة للمعدن المنصهر. في الواقع ، فإن نفس التأثيرات التي تحرك الطقس وتيارات الحمل الحراري # 8212 وتأثير كوريوليس & # 8212 تعمل أيضًا على تحويل كل هذا الحديد المنصهر إلى مغناطيس سائل عملاق دائم ذاتيًا.

تتحرك المواد المنصهرة في مجال مغناطيسي

الحمل الحراري عبارة عن أشياء أقل كثافة & # 8212 مثل الهواء الساخن & # 8212 ارتفاع. في اللب الخارجي السائل ، يتجمد الحديد الأكثر كثافة على اللب الداخلي الصلب ، تاركًا مادة أقل كثافة خلفه وينتج عنه حرارة كامنة. يعني الجمع بين الحرارة والطفو أن المادة الأقل كثافة ترتفع عبر الطبقة ، وأن تيار الحمل الحراري جاري.

تيارات الحمل هذه التي تتجه من السطح الكامل للنواة الداخلية كافية لتوليد بعض المجالات المغناطيسية على نطاق أكبر. ولكن إذا كان هذا هو كل ما يحدث ، فإن الحقول المغناطيسية المختلفة التي تولدها التيارات المختلفة ستلغي بعضها البعض.

لحسن الحظ ، فإن الدوران على كوكبنا سريع بما يكفي لبدء تأثير كوريوليس. تأثير كوريوليس هو ما يجعل الأعاصير تدور في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي وعكس اتجاه عقارب الساعة شمالًا. لكن في الطابق السفلي الكوكبي ، يجعل تأثير كوريوليس تيارات الحمل تلتف في لولبيات ، والتي تصطف شمالًا / جنوبًا تقريبًا. هذه البطانة الملتوية لتيارات الحمل الحراري تجعل حقولها المغناطيسية الفردية محاذاة بدلاً من إلغاءها ، لذا فهي تشكل مجالًا مغناطيسيًا شاملاً على مستوى الكوكب مع قطبين شمالي وجنوبي لائق. الصيحة لطقس داخلي مروّع!

يُطلق على النظام اسم الجيودينامو ، واستنادًا إلى هذه التأثيرات المعقدة والمترابطة ، فلا عجب أن الأقطاب المغناطيسية تميل إلى التجوّل والانعكاس أحيانًا.

لا يمكننا رؤية ما بداخل الكوكب ، لذلك لا يمكننا تأكيد كيفية عمل الجيودينامو بشكل مباشر. لكن بعض عمليات المحاكاة الحاسوبية شديدة الضربات أكدت أن الحمل الحراري وتأثير كوريوليس يمكن أن يجعل اللب الخارجي السائل يعمل مثل المغناطيس. ليس ذلك فحسب ، فالمجال المغناطيسي المحاكي له نفس النوع من الأقطاب المتجولة مثل المجال الحقيقي ، بل إنه يسحب واحدة من أشهر الحيل في مجال الكواكب & # 8212 انعكاس القطب المغناطيسي القديم.

الأقطاب المغناطيسية لها تقلبات كبيرة

نعلم من الصخور القديمة أن الأقطاب المغناطيسية قد غيرت أماكنها بشكل عشوائي عبر التاريخ. (المعادن الغنية بالحديد في الصهارة تصطف مع المجال المغناطيسي للأرض ، لذلك عندما تبرد الصهارة ، يعطي اتجاه المعادن سجلاً دائمًا للمجال المغناطيسي للأرض في وقت تشكل الصخور).

ونعلم من الإنترنت أنه من السهل أن نفزع الناس بفكرة أننا يمكن أن نترك بلا حماية ضد الرياح الشمسية / الأقمار الصناعية / البوصلات الضالة إذا فقدنا مجالنا المغناطيسي أثناء إحدى الانعكاسات. والأفضل من ذلك ، أن القطبين ينقلبان في المتوسط ​​كل 200000 عام ، ولم يكن لدينا واحدًا منذ أكثر من 700000 عام ، لذا فإن جميع المكونات موجودة هناك من أجل إثارة جيدة.

الخبر السار هو أنه بينما لا نعرف متى سيحدث انعكاس القطب ، نعلم أنه لن يحدث بين عشية وضحاها ، أو حتى على مدى العمر. إنها تستغرق ألف سنة أو أكثر. إذا كانت نماذج الكمبيوتر هي أي شيء يجب أن نمر به ، فسنلاحظ ضعف المجال المغناطيسي على مدى ألف أو اثنين ونرى مجموعة كبيرة من الأشياء المثيرة مثل الأعمدة الصغيرة تظهر هنا وهناك. لن نكون أبدًا بدون مجال مغناطيسي تمامًا ، وحتى أثناء إضعاف الحقل ، ستظل البوصلات تشير إلى الشمال. ثم أخيرًا ، سيبدأ الحقل في التعزيز مرة أخرى باستخدام الأعمدة في المواقع المعكوسة ، وسيحتاج الحرف N الموجود على البوصلة الموثوق بها إلى بعض إعادة العلامات التجارية الجادة.

بفضل الدكتور أدريان هيتشمان رئيس قسم Geoscience Australia قسم المغناطيسية الأرضية.


محاكاة ثلاثية الأبعاد مذهلة لتوهج شمسي ضخم ... من البداية إلى النهاية

هذا مذهل جدًا: ابتكر العلماء نموذجًا حاسوبيًا يمكنه محاكاة الظروف في الشمس التي تولد التوهج الشمسي. هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها نموذج واحد من القيام بذلك ، حيث يجمع كل ما هو ضروري للغاية (مثل ، حقًا للغاية حقًا) فيزياء معقدة متضمنة جنبًا إلى جنب مع النطاق الهائل من الخصائص الفيزيائية في الشمس التي يتم من خلالها توليد التوهج. وهي تفعل كل شيء في ثلاثة أبعاد.

التوهج الشمسي هو انفجار شديد للطاقة فوق سطح الشمس مباشرة. وبكلمة شديدة ، أعني ذلك: يمكن أن يطلق التوهج الكبير ما يصل إلى 10٪ من طاقة الشمس بأكملها ، لكنه يركز في مكان واحد. هذا مليون مرة من إنتاج ترسانة الأسلحة النووية بالكامل على الأرض.

المزيد من علم الفلك السيئ

التوهج الشمسي هو ، في جوهره ، حدث مغناطيسي مرتبط بالبقع الشمسية. لقد وصفتها من قبل:

النسخة السريعة من ذلك هي أن للشمس مجال مغناطيسي معقد للغاية. يوجد داخل الشمس حزم هائلة من البلازما الساخنة (الغاز مع إلكتروناته المنزوعة) التي ترتفع من الأعماق. هذه النقط لها مجال مغناطيسي داخلي خاص بها ، وعندما ترتفع إلى السطح ، تخترق الحلقات الضخمة لخطوط المجال المغناطيسي (على غرار ما تراه في الرسوم البيانية المغناطيسية الشريطية) السطح. تحمل هذه الحلقات قدرًا هائلاً من الطاقة معها ، وعادةً ما تحمل تلك الطاقة أعلى الحلقة وتعود إلى الشمس.

ولكن إذا تشابكت مجموعة من هذه الحلقات ، فيمكنها التفاعل والتواصل مع بعضها البعض ، وإطلاق طاقتها كلها مرة واحدة. الانفجار الناتج يقزم الترسانة النووية لكوكبنا بالكامل وهو ما نسميه التوهج الشمسي. في بعض الأحيان ، يمكن أن يؤدي هذا إلى إطلاق أكبر للطاقة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس (الهالة). هذا طرد كتلة إكليلية. تكتسح الفقاعة المتسعة من الجسيمات دون الذرية والطاقة في النظام الشمسي ، وإذا اصطدمت بالأرض ، فيمكنها الاتصال بمجالنا المغناطيسي ، مما يخلق جميع أنواع الخراب.

بينما يدرس علماء الفلك هذه الأحداث لأن الفيزياء رائعة ، فإن هذا الجزء الأخير يضع تأثيرًا حقيقيًا للغاية عليها. يمكن للوهج القوي أن ينطلق من الأقمار الصناعية حول الأرض ، ويشكل خطرًا على رواد الفضاء الذين يدورون حول الأرض ، بل ويمكن أن يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع على الأرض. أقترح أن تقرأ مقالتي حول حدث 2012 القوي للغاية والذي أضاعنا لحسن الحظ أن نرى مدى فظاعة هذه الأشياء.

المشكلة هي أن فيزياء هذه الأحداث معقدة بشكل شيطاني. تعمل معظم نماذج الكمبيوتر على تبسيط المعادلات لجعل الفيزياء مستساغة (مثل تقليل المشكلة في ثلاثة أبعاد إلى واحدة فقط) ، أو لا تتضمن عوامل مهمة لأن دمجها صعب للغاية (أو يستغرق وقتًا طويلاً لحساب حتى باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة ).

هذا هو السبب في أن هذه النتائج الجديدة مثيرة للغاية. لأول مرة يتم تضمين جميع الفيزياء ثلاثية الأبعاد المطلوبة في نموذج واحد ، وهم قادرون على متابعة الحركة من آلاف الكيلومترات تحت سطح الشمس إلى عشرات الآلاف من الكيلومترات فوقها. والنتيجة هي ببساطة خلاب.

في الفيديو ، تمثل الألوان درجة حرارة الغاز: البنفسجي هو غاز "أبرد" عند أقل من مليون درجة مئوية (!) ، والأحمر بين مليون و 10 ملايين ، والأخضر هو كل شيء أكثر سخونة من ذلك. في درجات الحرارة هذه ، يتم تجريد إلكترونات الذرات الموجودة في الغاز بعيدًا ، لذلك من الناحية الفنية نسمي هذا أ بلازما. هذا ليس أمرًا صعبًا أو متحذلقًا ، فالبلازما متأينة ، مما يعني أنها تحمل شحنة كهربائية ، وهذا بدوره يعني أنها يمكن أن تتأثر بالمجالات المغناطيسية. وهذا هو السبب في أن هذا النموذج معقد للغاية.

المعادلات التي تحكم سلوك المجالات المغناطيسية مع الوقت هي بشكل غير عادي من الصعب حلها. والأسوأ من ذلك ، أن المجالات المغناطيسية تتولد عن طريق الغاز المتحرك ، والذي تحكمه المعادلات شديدة الصلابة للديناميكا المائية. الجمع بينهما هو عمل مجال الديناميكا المائية المغناطيسية ، وهو معقد بشكل غير إنساني. وبعد ذلك ، حتى بعد كل ذلك ، عليك أن تحسب الأمر اضطراب، وهو بحد ذاته معقد للغاية. الرياضيات هنا كابوس.

ويزداد الأمر سوءًا! عليهم أن يأخذوا في الحسبان النطاق الهائل للظروف داخل الشمس مقارنةً بما هو فوق سطحها ، حيث تتغير الكثافة بمعامل يصل إلى ألف ، وتذهب درجات الحرارة من آلاف الدرجات في قاع الطبقة الشمسية المحاكاة (7500 كيلومتر تحت سطح الشمس) ) بالملايين فوقها.

في 28 مارس 2014 ، اندلعت بقعة شمسية مرتبطة بالمنطقة النشطة 12017 على الشمس (نقطة مضيئة في أعلى اليمين) ، وهي واحدة من عدة مرات اندلعت في ذلك الأسبوع. كانت هذه المنطقة النشطة التي تم تصميمها باستخدام كمبيوتر عملاق. الائتمان: ناسا / SDO

لهذا السبب ، في الماضي ، قامت نماذج الكمبيوتر بهذا العمل على مراحل ، أو باستخدام معادلات مبسطة ، وهذا هو سبب أهمية هذا العمل الجديد. والأروع من ذلك أنهم في هذه المحاكاة لم يشرعوا في إحداث توهج! لقد وضعوا ببساطة الظروف المادية التي شوهدت في الشمس قبل اندلاع التوهج - في هذه الحالة ، ما شوهد قبل اندلاع سلسلة من التوهجات من بعض البقع الشمسية النشطة في مارس 2014 - وترك الكود يعمل. عندما فعلوا ذلك ، حصلوا على مشاعل تشبه إلى حد بعيد ما شوهد بالفعل في البقع الشمسية الحقيقية.

انها جميلة. يمكنك أن ترى الحلقات الشاهقة للمجالات المغناطيسية الشمسية ، والبلازما تتدفق على طولها. ثم يحدث الانفجار البركاني ، وينفجر بعض البلازما في الفضاء ، بينما يعود البعض الآخر إلى السطح فيما يسمى "بالمطر الإكليلي". يحدث هذا النوع من الأشياء بالفعل على الشمس وهو مثير حقًا:

إنه لمن الغريب ، أحيانًا ، التفكير في أنه يمكنك كتابة مجموعة من المعادلات ، وتوصيل بعض الأرقام ، وتعميمها ، وإخراج شيء يشبه كثيرًا ما تفعله الطبيعة. لكن - ولست أول من قال هذا - الرياضيات هي لغة الكون. أو ربما بشكل أكثر ملاءمة ، الرياضيات هي المحرك الذي يقود الكون. إنه إطار عمل يحصل فيه الكون على قواعده.

إذا كنت تستطيع إدراك وفهم تلك الساريات ، تلك الروابط ، تلك الحزم والأساسات ، عندها يمكنك بناء كون حولها.


هذه هي أكبر 10 كواكب في نظامنا الشمسي

من الناحية الفلكية ، يجب أن تحقق الأجسام داخل النظام الشمسي ثلاثة معايير من أجل اكتساب حالة الكوكب التي تم التباهي بها كثيرًا:

  1. يسحبون أنفسهم جاذبيًا إلى شكل كروي ، حيث يحصلون على توازن هيدروستاتيكي ،
  2. تدور حول الشمس في شكل بيضاوي ولا يوجد جسم أب آخر أصغر ،
  3. ومسح مدارها من أي أجسام كبيرة الكتلة.

في نظامنا الشمسي ، ثمانية عوالم فقط هي التي تحقق هذه المعايير. الكواكب الصخرية الأربعة (عطارد ، الزهرة ، الأرض ، المريخ) والعوالم الغازية العملاقة الأربعة (المشتري ، زحل ، أورانوس ، نبتون) هي الكواكب الوحيدة التي يمكن تسميتها بالكواكب بموجب هذه التعريفات. كل شيء آخر ، مهما كان كبيرًا أو ضخمًا ، يفشل في أحد المعيارين الأخيرين.

يمكن لعلاقة بسيطة بين الكتلة والمسافة أن توسع هذا التعريف ليشمل أنظمة شمسية أخرى أيضًا ، وتحول التعريف الحالي لـ IAU إلى تعريف عالمي يعرف "الكواكب" لأنظمة الكواكب الخارجية أيضًا.

على الرغم من أنه لم يتم قبوله عالميًا بعد ، إلا أن هذه العلاقة الواضحة تُظهر أن تعريف IAU ليس مجرد تعسفي ، ولكن لديه آلية مادية أساسية يمكن أن تفسر مخطط التصنيف هذا.

ومع ذلك ، فإن كونك كوكبًا بحكم التعريف ليس كل شيء. العديد من غير الكواكب ، حتى في نظامنا الشمسي ، رائعة بحد ذاتها. فيما يلي أكبر 10 منها لدينا ، جنبًا إلى جنب مع ما يجعلها ممتعة للغاية.

1.) جانيميد: أكبر قمر للمشتري هو أكبر كوكب غير كوكب في المجموعة الشمسية. يبلغ قطرها 5،268 كم (3،271 ميلاً) ، وهي أكبر بنسبة 8٪ من كوكب عطارد ، على الرغم من أنها تحتوي على أقل من نصف كتلة الكوكب الأعمق لنظامنا الشمسي ، وتتكون في الغالب من الجليد ومعادن السيليكات. تبلغ كتلته 45٪ فقط من كتلة عطارد ، وله كثافة تشبه الكويكب وليس كثافة مماثلة للكواكب الأرضية.

ومع ذلك ، فإنه يحتوي على قلب حديدي يولد مجاله المغناطيسي الخاص به ، والذي يسيطر على مسافة قريبة جدًا من السطح حتى على المجال المغناطيسي الهائل لكوكب المشتري الأصلي القريب. تشير الملاحظات إلى أن لديها محيطًا تحت الأرض تحت السطح ، وربما يحتوي على كمية من المياه أكثر مما يمتلكه كوكب الأرض. غلافه الجوي غير موجود تقريبًا: أرق 100 مليار مرة من غلاف الأرض ، مصنوع بشكل حصري تقريبًا من مركبات الأكسجين والهيدروجين الناتجة عن الجليد المتبخر.

2.) تيتان: قمر زحل الضخم ، تيتان ، يفوق أيضًا حجم عطارد ، ولكن لا يوجد لديه سوى القليل من القواسم المشتركة مع جانيميد الذي لا يوجد به هواء تقريبًا.الغلاف الجوي لتيتان هو الأغنى من أي قمر في النظام الشمسي ، مع ضغط جوي على سطحه أكبر من الضغط الجوي حتى على سطح الأرض. تشكل السحب الموسمية وأنماط الطقس في أقطابها ، فوق ضباب الميثان الذي يسيطر على غلافه الجوي.

يسمح الضغط السطحي بوجود السوائل هناك ، وعلى رأسها الميثان. اكتشفت مركبة الهبوط Huygens بحيرات الميثان وحتى الشلالات على سطح تيتان ، بينما تمكن مصور كاسيني بالأشعة تحت الحمراء من رسم خريطة لسطح تيتان من خلال الغيوم. من نواحٍ عديدة ، من بين جميع الأقمار التي نعرفها ، فهي تشبه إلى حد كبير الكواكب الصخرية الأخرى في النظام الشمسي.

3.) كاليستو: يعتبر كاليستو ، أكبر قمر في النظام الشمسي ، أقدم وأكبر قمر مليء بالفوهات ، وهو أكبر قمر يظهر عددًا قليلاً جدًا من الخصائص لما نسميه "التمايز" بين طبقاته. الأبعد من بين أقمار الجليل الأربعة حول كوكب المشتري ، يتلقى كاليستو القليل جدًا من حرارة المد والجزر على هذه المسافة الكبيرة ، ولا يكون محبوسًا في نفس المدارات الرنانة مثل Io و Europa و Ganymede. لديها أقل كثافة وجاذبية سطحية من أي من الأقمار الصناعية الجليل.

على الرغم من أنه مقيد تدريجيًا إلى كوكب المشتري ، حيث يواجه نفس الوجه دائمًا والدته المرحة ، يبدو أن سطحه قديم للغاية. إنه العالم الأكثر حفرًا في النظام الشمسي ، ويعتقد أنه يحتوي على أقدم سطح على الإطلاق. من بين جميع الأقمار الكبيرة التي نعرفها ، يُظهر كاليستو أصغر الاختلافات في التكوين بين اللب ، والوشاح ، والقشرة ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تكوينها عن طريق التراكم البطيء على هذه المسافة الكبيرة (مع تسخين قليل جدًا من المد والجزر) من كوكب المشتري.

4.) آيو: عالم كوكب المشتري البركاني ممزق باستمرار بفعل المد والجزر ، ويعيد الظهور عبر حممه الداخلية المنصهرة. من نواحٍ عديدة ، يعتبر Io هو المقابل لـ Callisto ، حيث يعرض ما يمكن أن يكون عليه القمر الكبير مع قدر غير عادي من تسخين المد والجزر من الدوران بالقرب من عملاق غازي. يعرض Io:

  • ما مجموعه أكثر من 400 بركان نشط ، مما يجعلها أكثر الأشياء نشاطًا جيولوجيًا على الإطلاق ،
  • أعمدة من الكبريت وثاني أكسيد الكبريت ترتفع إلى 500 كيلومتر (300 ميل) فوق سطحه ،
  • وأكثر من 100 جبل يرتفع العديد منها أعلى من جبل الأرض. إيفرست ، بسبب الأحداث الصاخبة داخل آيو.

لا تحتوي آيو فعليًا على فوهات ، حيث يتم الظهور باستمرار ، والعديد من المناطق ذات الحمم البركانية المنصهرة مرئية في أي وقت. آيو هو العالم الأكثر فقراً بالمياه / الجليد في النظام الشمسي بأكمله ، ويتكون بشكل أساسي من صخور السيليكات ذات النواة الغنية بالمعادن.

5.) القمر: القمر الصناعي الوحيد لعالم صخري في هذه القائمة ، قد يكون قمرنا أصغر جسم كبير في النظام الشمسي. وفقًا لأفضل نظرياتنا ، تشكل قمر الأرض من اصطدام عملاق قديم حدث بعد حوالي 50 مليون سنة من تشكل الكواكب الأخرى وأقمارها الصناعية ، مع اندماج الحطام في رفيق الأرض الذي نعرفه اليوم.

مثل جميع الأقمار الأخرى في هذه القائمة ، فإن قمرنا مقفل تدريجيًا على كوكبه الأصلي ، حيث يواجه نفس الجانب دائمًا عالمنا. لديها مصدر حرارة داخلي خاص بها: في المقام الأول من تحلل العناصر المشعة. تكوين القمر مشابه جدًا لتكوين صخور الأرض ، مما يجعله فريدًا من بين جميع الأجسام الكبيرة غير الكوكبية في النظام الشمسي.

6.) أوروبايوروبا: الأصغر والأكثر ترحيباً من بين أقمار المشتري الأربعة الكبيرة ، يوروبا مغطى بالجليد المائي مع محيط سائل تحت السطح. على غرار غانيميد ، يتمتع يوروبا بجو رقيق للغاية مصنوع في الغالب من الأكسجين ، بسبب تسامي الجليد المتطاير على سطحه. على عكس الأقمار الأخرى في هذه القائمة حتى الآن ، فإن السطح الجليدي لأوروبا وحجمه الكبير يجعله أكثر الأجسام سلاسة في النظام الشمسي ، على الرغم من مظهره المخطط.

يُعتقد أن الحرارة الناتجة عن ثني المد والجزر ، الناتجة عن سحب جاذبية المشتري ، تجعل المحيط تحت السطحي سائلاً ، مما يدفع الجليد إلى التحرك بطريقة تشبه حركة الصفائح التكتونية. مع نقل المواد الكيميائية السطحية بشكل نشط إلى المحيط تحت السطحي أدناه ، بالإضافة إلى التسخين الحراري المائي من أسفل ، يمكن لمحيطات أوروبا أن تأوي حياة خارج كوكب الأرض. تم اكتشاف أعمدة بركانية متجمدة ، شبيهة بقمر إنسيلادوس الخاص بزحل ، لأول مرة في عام 2013.

7.) تريتون: كان أكبر قمر نبتون في يوم من الأيام أكبر جسم حزام كويبر في النظام الشمسي ، ولكن تم التقاطه بالجاذبية منذ فترة طويلة. يدور حول نبتون على مسافة متوسطة تبلغ 355000 كيلومتر فقط ، ولا يمكن العثور على كل من الحلقات والأقمار في أي مكان حول نبتون حتى تصل إلى مسافة تزيد عن 15 مرة. يجب أن يكون تريتون ، أثناء أسره ، قد طهر جزءًا كبيرًا من نظام نبتون!

يدور في اتجاه رجعي (عكس اتجاه عقارب الساعة ، على عكس اتجاه عقارب الساعة) ، تريتون هو القمر الكبير الوحيد الذي يظهر هذه الخاصية ، دليل إضافي على طبيعته التي تم التقاطها. إنه عالم نشط يطفو على السطح مرة أخرى بمرور الوقت ، مع ثوران السخانات ، وجو رقيق يشبه بلوتو ، ومغطى بمزيج من النيتروجين والماء وثاني أكسيد الكربون. تشير البراكين المتجمدة التي ينبعث منها دخانها إلى محيط تحت السطح ونشاط مستمر.

يشكل Triton 99.5٪ من الكتلة التي تدور حول نبتون: أكبر نسبة من أي نظام كوكب-قمر يحتوي على أكثر من قمر صناعي واحد طبيعي.

8.) بلوتو: أخيرًا ، نصل إلى الكوكب السابق المفضل لدى الجميع ، وأول كوكب غير قمر في قائمتنا. يعد نظام بلوتوني ، الذي يعد أصغر حجمًا وأقل كتلة بكثير من نظام تريتون ، وأقل من نصف قطر عطارد ، أول نظام في حزام كويبر يتم تصويره عن قرب. من المحتمل أن يكون قمرها الطبيعي الكبير ، شارون ، قد تشكل من تأثير عملاق ، إلى جانب أقماره الأربعة الأخرى: Styx و Nix و Kerberos و Hydra.

شارون ، على وجه الخصوص ، كبير جدًا لدرجة أنه يجعل نظام بلوتوني نظامًا ثنائيًا ، حيث يقع مركز الكتلة للنظام خارج بلوتو نفسه. يشير تاريخها الجيولوجي أيضًا إلى عالم نشط ، حيث تُظهر الجبال الجليدية العملاقة والثلوج والوديان والسهول المتصاعدة عالمًا متجمدًا في حالة حركة. إلى جانب العديد من العوالم المدرجة في هذه القائمة ، من المحتمل أن يكون لبلوتو محيط سائل تحت السطح ، مما يثير المزيد من الأسئلة حول الكيمياء الحيوية والمواد العضوية أكثر مما يجيب.

9.) ايريس: تقريبًا بحجم بلوتو ولكن أكثر ضخامة ، موقع إيريس الحالي ، بالقرب من aphelion من مداره ، يضعه على بعد حوالي ثلاثة أضعاف المسافة بين الشمس وبلوتو. حتى الشهر الماضي ، كان إيريس ، باستثناء بعض المذنبات طويلة المدى ، هو أبعد جسم معروف في النظام الشمسي. سمح لنا احتجاب النجم بواسطة إيريس في عام 2010 بقياس حجمه عند 2،326 كم: أصغر بنسبة 2 ٪ فقط من قطر بلوتو البالغ 2372 كم.

بخلاف كتلته وحجمه ومدته المدارية ، لا يُعرف الكثير عن إيريس نظرًا لبعده الهائل. يحتوي على قمر طبيعي واحد على الأقل: Dysnomia ، وهو أكثر بياضًا في اللون من Triton أو Pluto ، ويحتوي على جليد سطحي وجو رقيق مشابه لكلا العالمين ، ويستغرق 558 عامًا لإكمال مدار حول الشمس. إذا أطلقنا مهمة طيران إلى إيريس في عام 2032 ، يمكن أن تحصل مساعدة الجاذبية من كوكب المشتري على مركبة فضائية هناك في غضون 24.7 عامًا فقط.

10.) تيتانيا: فقط من خلال الذهاب إلى عاشر أكبر كوكب غير موجود في المجموعة الشمسية ، يمكننا أخيرًا الوصول إلى أحد أقمار أورانوس ، والتي تعد تيتانيا أكبرها. أصغر بكثير من أيريس ، يبلغ قطر تيتانيا أقل من 1600 كيلومتر (1،000 ميل) ، وتتكون تقريبًا من كميات متساوية من الجليد والصخور. قد تكون هناك طبقة رقيقة من الماء السائل عند حدود الوشاح الأساسي لهذا العالم ، وتعرض فوهة معتدلة تشير إلى حدث عودة إلى السطح في وقت مبكر نسبيًا من تاريخه ، بعد أن حدثت بالفعل معظم التأثيرات التي تؤثر على الأقمار المجاورة الأخرى.

يوجد جليد مائي وثلج ثاني أكسيد الكربون على سطح تيتانيا ، مما قد يشير إلى وجود جو رقيق للغاية من ثاني أكسيد الكربون. فشل النجم في الكشف عن أي غلاف جوي على الإطلاق ، ومع ذلك ، إذا كان هناك واحد ، فمن المحتمل أن يستغرق الأمر ما يقرب من عشرة تريليونات منهم لمعادلة الضغط على سطح الأرض. تمت دراستها عن قرب مرة واحدة فقط: بواسطة Voyager 2 في عام 1986.

تشمل الأجسام التالية الأكبر في القائمة أقمار زحل الأخرى (مثل ريا وإيابيتوس) وأورانوس (على سبيل المثال ، أوبيرون) ، تليها الكواكب القزمة الأخرى لحزام كايبر وقمر بلوتو العملاق شارون. إذا كانت فكرة وجود كائن كبير بعض

200 AU بعيدًا ، والذي يُطلق عليه مؤقتًا إما "Planet Nine" أو "Planet X" تبين أنه صحيح ، فقد يتسبب في إضعاف كل شيء في هذه القائمة ، أو قد يتم تصنيفه على أنه كوكب بحد ذاته.

العديد من الأشياء التي نعتقد حاليًا أن لها بعض الأهمية في النظام الشمسي ، مثل سيريس ، أكبر كويكب (في المرتبة 25) ، أو سيدنا ، كائن سحابة أورت محتمل (في رقم 23) ، لا تقترب من كسر أعلى 10. هناك الكثير لنتعلمه من النظر إلى ما حولنا وأين هو. بدلاً من الجدل حول التصنيف ، يجب أن نقدر الفناء الخلفي الكوني لما هو عليه بالضبط ، وكل الثروات الموجودة فيه.


الحلقة 237: أصوات مخيفة من الفضاء

لمساعدتك في حفلات الهالوين الخاصة بك ، قمنا بجمع أصوات الفضاء المخيفة. قد يبدو كل مقطع صوتي & # 8217re على وشك تشغيله وكأنه يأتي من بعد كابوس مرعب ، لكنه في الحقيقة مجرد ظاهرة فضاء طبيعية.

وتظهر الملاحظات

يتكون الذيل الملون من الهواء المتأين الذي يمكن أن يعكس موجات الراديو من أجهزة إرسال التلفزيون والرادار وراديو AM / FM.
المرجع: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1998/ast22dec98_1/

سجله ستيفن بي ماكجريفي.
تم التسجيل في حديقة Grass River Provincial Park في وسط غرب مانيتوبا بكندا في 30 أغسطس 1996 الساعة 1652 بالتوقيت العالمي المنسق خلال رحلة McGreevy Summer 1996 للحد الأدنى من ELF-VLF Recording في المنطقة الشفقية والبيضاوية عندما يمكن رؤية الشفق بشكل متكرر فوق الرؤوس
المرجع: http://www-pw.physics.uiowa.edu/mcgreevy/#latest
الصوت: http://www-pw.physics.uiowa.edu/mcgreevy/30a1652.wav

يتم إنتاج Whistlers بواسطة البرق والسفر على طول خط المجال المغناطيسي للأرض من نصفي الكرة الأرضية إلى النصف الآخر ، كما هو موضح في هذا الرسم التوضيحي. في الغاز المتأين الموجود في هذه المنطقة من الفضاء ، تنتقل الترددات العالية أسرع من الترددات المنخفضة ، وبالتالي تشتت الموجة من ضربة البرق إلى نغمة صفير تتناقص في التردد مع زيادة الوقت ، ومن هنا جاء المصطلح & # 8220 whistler. & # 8221
المرجع: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/sounds/EarthWhistlers/EarthWhistlers.html
الصوت: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/sounds/EarthWhistlers/ewhist.wav

عبرت المركبة الفضائية كاسيني صدمة قوس زحل عند 09 ساعة و 45 دقيقة بالتوقيت العالمي في 27 يونيو 2004 ، على مسافة شعاعية 49.2 RS (نصف قطر زحل) من زحل. صدمة القوس هي انقطاع يتشكل في الرياح الشمسية عندما تواجه الرياح الشمسية الأسرع من الصوت المجال المغناطيسي لكوكب ما
المرجع: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/cassini/bow-shock/
الصوت: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/cassini/bow-shock/t2004_179_oneshock.wav

انبعاثات السيكلوترون الإلكترونية لجوفيان هي انبعاثات مكثفة ضيقة النطاق ، تتولد عن إلكترونات نشطة تتصاعد على طول خطوط المجال المغناطيسي للمشتري وأقماره الممغنطة.
المرجع http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/descriptions/JovianECE.html
الصوت: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/sounds/jcyclo.wav

نسخة طبق الأصل: أصوات الفضاء المخيفة

فريزر: مرحبًا بك في AstronomyCast ، رحلتنا الأسبوعية القائمة على الحقائق عبر الكون حيث نساعدك على فهم ليس فقط ما نعرفه ، ولكن كيف نعرف ما نعرفه. اسمي فريزر كاين أنا ناشر Universe Today ، ومعي الدكتورة باميلا جاي ، الأستاذة في جامعة جنوب إلينوي- إدواردسفيل. مرحبًا باميلا. عيد رعب سعيد!

باميلا: عيد رعب سعيد! كيف حالك اليوم؟

فريزر: فعل الخير حقا. سنذهب إلى كومة كاملة من الخدع أو العلاج الليلة ، ولكن آه ... أو أتخيل في المستقبل أننا في الواقع لا نسجل هذا في عيد الهالوين ، ولكن للدخول في المكان ... ولكن نعم ، الأطفال في ذلك العمر الآن حيث الهالوين هي رياضة تنافسية.

باميلا: هذا رائع!

فريزر: الأمر كله يتعلق بالسرعة والتحمل ووقت البدء ، وأه ، نعم & # 8230.

باميلا: هذا رائع جدا. أنا أعيش في بلدة صغيرة ، ونقوم في الواقع باستعراض عيد الهالوين في المدينة ، حيث تكون مجموعة من ، في الأساس ، تأخذ مقطورة قديمة لشخص ما وتبني عوامة فوقها ونقوم بسحبها في الشارع بجرار أو معول- تصل شاحنة & # 8212 وهي محببة حقًا ، ويرمون الحلوى على الأطفال ، وليس على الأطفال ، وعلى الأطفال.

فريزر: واو ، هالوين صفقة كبيرة ، إذن؟

باميلا: أوه نعم ، تماما. لدينا بالفعل قائمة بريد إلكتروني في الحي للتنافس على من قدم المزيد من المكافآت.

فريزر: [ضحك] هذا رائع! على ما يرام. لمساعدتك في حفلة الهالوين الخاصة بك ، قمنا بجمع الأصوات المخيفة للنظام الشمسي. قد يبدو كل مقطع صوتي توشك على تشغيله وكأنه يأتي من بُعد مرعب مرعب ، ولكنه في الحقيقة مجرد ظاهرة فضائية طبيعية هنا في نظامنا الشمسي. حسنًا ، باميلا ، سيكون هذا العرض مختلفًا بعض الشيء من حيث أننا سنقوم بتشغيل مجموعة من المقاطع الصوتية ، ثم سنقوم بشرح العلم الذي يجري. فلماذا لا نستمع فقط إلى مقطعنا الأول؟

فريزر: كان ذلك غريبًا حقًا. بدا هذا النوع وكأنه مقياس عمق تحت الماء ، مثل صوت الغواصة ... فما الذي كنا نسمعه هناك؟

باميلا: لذا فالخلفية الساكنة & # 8212 هي مجرد صوت السماء. إنه نفس الشيء بالضبط الذي تراه عند تشغيل جهاز تلفزيون ، وليس تلفزيونًا رقميًا جديدًا ، عليك أن تجد أحد أجهزة التلفزيون القديمة والعادية ، وتقوم بتحويله إلى مكان لا توجد به قناة. إنها تلك الفوتونات الراديوية الخلفية التي تأتي من الفضاء ، والتي تأتي من الإلكترونات المحاصرة في الغلاف الجوي ، فقط همهمة الإلكترونات التي تغير مستويات الطاقة وفي العملية تعطي ضوءًا لاسلكيًا. الآن ، ضجيج UFO عالي النبرة الذي سمعته ، كان في الواقع صوت نيزك ينعكس بعيدًا عن مساره الأيوني ، ويعكس الأصوات الخلفية من جهاز إرسال أرضي. كوكبنا مغطى ، حسنًا ، أجهزة الإرسال الراديوية التي ترسل إشارات الراديو الخاصة بك ، فهي ترسل إشاراتك التلفزيونية ، وعندما تأتي ذرة من الصخور عبر غلافنا الجوي ، ترتفع درجة حرارتها ، وتشحن الذرات المحيطة بها على أنها يمر عبر الغلاف الجوي ويترك وراءه ذيلًا من الذرات المثارة ، وهذا الذيل من الذرات المثارة يعمل كمرآة ويرسل بعضًا من انبعاث الراديو ، ويخلق ضجيج الجسم الغريب الذي تسمعه فوق هسهسة الخلفية.

فريزر: وبالتالي ، إذا كانوا يسجلون طوال الليل ، فستتمكن من سماع كل نيزك يمر في السماء.

باميلا: والرائع نوعًا ما هو أن المقطع كان من عاصفة Geminid & # 8212 ويمكنك فعل ذلك في الواقع لأي عاصفة نيزكية ، يمكنك الخروج والحصول على جهاز استقبال راديو تم ضبطه على المحطة المناسبة (وهناك إرشادات حول كيفية القيام بذلك هذا عبر الإنترنت الذي سنرتبط به في ملاحظات العرض الخاصة بنا) ، ويمكنك الجلوس هناك ويمكنك مشاهدة السماء لنجوم الشهاب ، وفي نفس الوقت ، الاستماع إلى الضوضاء التي تحدثها لأنها تعكس أجزاء من إشارات الراديو.

فريزر: ولذا فهو علم يمكن للأشخاص العاديين القيام به بقليل من الاستثمار وبعض الوقت والعمل. إنه ليس ... لست بحاجة إلى طبق راديو ضخم.

باميلا: لا ، هذا هو مشروع science fair المثالي إذا كنت تبحث عن مشروع science fair لطفلك ولديك راديو شاك في مكان قريب. إنه حقًا شيء رائع أن كل من لديه طفل يحب العبث يجب أن يفعله مرة واحدة على الأقل أثناء نمو طفله.

فريزر: هذا يبدو حقًا مثل جسم غامض. كان ذلك عظيما! حسنًا ، لنفعل الخطوة التالية.

فريزر: حسنًا ، بدا ذلك لي وكأنه يشبه إلى حد ما صفارات الإنذار من بعيد ، أو صفارات الإنذار للشرطة من مسافة بعيدة ، أو مجموعة كاملة منهم ، أو أشخاص يلعبون المنشار & # 8212 كما تعلم ، هذا الصوت ، كما تعلم ، عندما تلعب المنشار ، أو قليلاً مثل الصراصير ، مثل السيكادا في الليل. فماذا كان ذلك؟

باميلا: كان هذا في الواقع الشفق القطبي الشمسي. كانت تلك تفاعلات مغناطيسية بين المجال المغناطيسي للأرض وجزيئات من الشمس ، والتي إذا أمكنك الخروج والنظر إليها ، فمن المحتمل أن ترسم السماء في ستائر راقصة رائعة من اللون الأخضر ، ولكن بشكل مدهش ، عندما تأخذ انبعاثات الراديو وتلعب معها لنقلهم إلى حيث يمكن للإنسان أن يسمعهم ، تلك الجسيمات من الشمس عندما تصطدم بالمجال المغناطيسي للأرض ، فإنها تغير السرعة وهذا التغيير في السرعة هو تغيير في الطاقة ، ويجب أن تذهب تلك الطاقة إلى مكان ما ، وهذه الطاقة يذهب إلى إنشاء إشارات الراديو ، وإطلاق الفوتونات في ترددات الراديو ، ونحن قادرون على اكتشاف أولئك الذين يستخدمون أجهزة خاصة جدًا ، ليست رخيصة جدًا وسهلة البناء في الفناء الخلفي الخاص بك ، باستخدام أجهزة استقبال راديو خاصة ، وما هو رائع هو الشخص الذي سجل هذا ، ستيفن ماكجريفي ، لقد ذهب بالفعل في رحلة إلى حديقة مقاطعة غراسريفير في منطقة مانيتوبا الغربية الوسطى بكندا وكان هذا خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية عادةً ، ولكن كان هناك عرض ضوئي لطيف حقًا عودة في في صيف عام 1996 ، وعندما نظر إلى الشفق القطبي المستقيم ، كان قادرًا على التقاط الصوت القادم من الشفق القطبي في نفس الوقت.

فريزر: هذا مذهل جدًا ومن المثير للاهتمام أنه حدث خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية لذا أتساءل عما إذا كان شخص ما سيفعل ذلك الآن بعد أن اقتربنا من الحد الأقصى للطاقة الشمسية.

باميلا: حسنًا ، ما يثيرني هو أنه يمكنك الحصول على توهجات شمسية في أي وقت ، ولكن نوع الصوت الذي تحصل عليه منها يتم التقاطه في إشارات الراديو - الذي يتتبع كيفية تفاعل الجسيمات مع مجالنا المغناطيسي ، وإذا كان لديك الكثير من الجسيمات القادمة من التوهج الكبير حقًا ، مثل التوهجات التي بدأنا نحصل عليها الآن والتي تسبب الشفق القطبي المرئي في أقصى الجنوب مثل أريزونا ، سيكون الاستماع إليها أكثر إثارة ، وأنا أتطلع إلى لرؤية أولئك الذين تم نشرهم على الإنترنت & # 8212 ، لم يكونوا موجودين حتى الآن.

فريزر: حسنًا ، دعنا ننتقل إلى المرحلة التالية ، وهي مرتبطة نوعًا ما ...

فريزر: هذا منزل مسكون.

باميلا: هذا منزل مسكون تماما. هذا هو الذي أرسلني [صوت مفقود]. إنه منزل مسكون تمامًا!

فريزر: انه رائع! حسنًا ، نحن الآن بصدد ذلك. أعني ، كان ذلك صوت منزل مسكون. كان ذلك مخيفًا حقًا! ما هذا؟

فريزر: أي جزء من زحل؟

باميلا: إنه شفق قطبي على زحل.إنه في الأساس الأخ الأكبر لمقطع الصوت السابق الذي استمعنا إليه. لذا فإن المركبة الفضائية كاسيني تقترب من زحل وكانت قادرة على الاستماع إلى عواصف الشمس ، أو العواصف الشمسية التي تسبب الفوضى ، أو على الأقل تحدث ضوضاء جميلة على الحقول المغناطيسية لزحل. لذا ، عندما دخلت موجات الجسيمات وانتقلت لأعلى ولأسفل خطوط المجال ، كانت التغيرات في السرعة والتفاعلات الأخرى قادرة على إنتاج ترددات الراديو المتغيرة هذه والتغيير في النغمة ، وهذا يتوافق في الواقع مع مستويات الطاقة المختلفة ، حيث تسمع نغمات ذات نغمة أعلى ، فهذه هي فوتونات ذات طاقة أعلى وترددات أعلى ، وعندما تسمع النغمات المنخفضة ... لذلك فأنت تنزلق لأعلى ولأسفل في طيف الطاقة. فكر في الأمر على أنه جسيمات تنزلق إلى أسفل المجال المغناطيسي وتكتسب وتفقد السرعة اعتمادًا على الاتجاه الذي تضربه على طول خطوط المجال.

فريزر: حسنًا ، إنه ... أعني أنه كان هناك شيء مشترك مع شفق الأرض ، لكنه بالتأكيد بدا غريبًا. هل هو مثل الأدوات التي تم استخدامها لقياس الشفقين المختلفين؟

باميلا: إنها مسألة: هذه أداة أفضل بكثير. لديها تغطية تردد أفضل بكثير ، حيث يمكنك الانزلاق لأعلى ولأسفل ، لذلك إذا تخيلت فرقًا بين صافرة الشريحة التي يبلغ طولها بوصتين وصفارة الشريحة التي يبلغ طولها عشرين بوصة والتي تسمح لك باكتشاف أشياء مختلفة. إنه اختلاف ، حسنًا ، أنك لا تحصل على كل همسة الخلفية التي تحصل عليها من التواجد داخل الغلاف الجوي للأرض. وبعد ذلك فقط تمكنوا من قضاء وقت أطول بكثير وقاموا بالغش. في هذا المقطع الصوتي المحدد قاموا بالغش بشكل خطير. كل 73 ثانية من الصوت تقابل 27 دقيقة ، لذلك قاموا بتسريع الأمور قليلاً ، مما يساعد أيضًا.

فريزر: حق. هذا ما كنت أتساءل: هل كان ذلك على مدى فترة طويلة من الزمن؟ حسنًا ، دعنا ننتقل إلى المرحلة التالية ، وأعطِ الناس تلميحًا: هذا أيضًا على زحل ، ولكنه شيء مختلف.

فريزر: بدا هذا وكأن البرد يضرب مثل سقف من الصفيح ، لكنه مكتوم قليلاً ، أو كما لو كنت تمشي على قطع من الجليد ، أو تمشي على الثلج ، مثل الثلج الجليدي.

باميلا: أو ، لذلك لا أعرف ما إذا كان لديك هذا المكان الذي تتواجد فيه ، ولكن هنا في جنوب إلينوي ، ونشأنا مرة أخرى في بوسطن ، كنا أحيانًا نتعرض لهذه العواصف الثلجية التي ستغطي السقف وكل شيء آخر في 5 ، 6 ، 10 بوصات من الثلج ، ثم نشهد عاصفة جليدية بعد ذلك ، لذلك ينتهي بك الأمر بهذه الطبقة من الجليد على قمة الثلج ، وصوت كرات الجليد التي تضرب الثلج بدا كثيرًا مثل هذا أيضًا .

فريزر: أعني ، لم نحصل على أي شيء من هذا القبيل ، لكن ... فما هو إذن؟

باميلا: هذا هو البرق على زحل.

فريزر: هل كل تلك الملوثات العضوية الثابتة مثل ضربات البرق؟

باميلا: هذه رشقات نارية برق. نعم ، إذن ، في الأساس ، أنت تلتقط كل ضربات البرق عبر جزء كبير من الكوكب. تسمع كل هذه الومضات الصغيرة الصغيرة التي تكون جميعها ترددات مختلفة ، وهي تحدث بمرور الوقت (مرة أخرى ، هذه واحدة تم تسريعها لمدة 20 ثانية في هذه الحالة هي ساعتان ، لذلك يمكنك أن تتخيل أن كل من هذه الومضات الصغيرة تكون برقًا حدث خلال ساعتين). ولكن كانت هذه عاصفة برقية هائلة ، ويمكننا أيضًا اكتشاف برق الأرض ، ولكن لا يبدو كثيرًا عندما نضيف ضوضاء الأرض التي نتلقاها أيضًا ، لذلك كان هذا أكثر روعة. ولا نفكر حقًا في زحل على أنه عواصف رعدية & # 8212 ليس الأمر كما لو أننا نرى صواعق البرق عندما ننظر إلى الصور الفلكية الجميلة لزحل ، ولكن هذا كوكب عاصف ينطلق منه البرق طوال الوقت ، و يمكننا اكتشافه من إشارات الراديو الخاصة به.

فريزر: حسنًا ، دعنا ننتقل إلى موضوع آخر وهذا لا يزال & # 8212 كما لو أننا نتبع موضوعًا & # 8212 إنه برق ، لكنه في مكان آخر. استمع.

فريزر: أسمع لعبة فيديو. يبدو مألوفا جدا. أعتقد أنني لعبت تلك المباراة.

باميلا: إما ذلك ، أو مثل مشهد معركة خيال علمي سيء في الثمانينيات.

فريزر: أجل ، بالضبط! في احسن الاحوال. لذا قلت أنه كان برقًا. فأين هذا؟

باميلا: هذا هنا على الأرض ، لكننا نستمع إلى شيء آخر الآن. نحن لا نستمع إلى أصوات البرق الفردية كما كنا في زحل. هذه هي ما يسمى صفارات ، وما يحدث في النهاية هو عندما ينفجر البرق ، يمكن أن ينتج غازًا مؤينًا ، وهذا الغاز المتأين عندما يتم التقاطه وينتقل على طول خطوط المجال ، ينتج ضوضاء الصفير. لذا مرة أخرى ، البرق ، لكنك تسمع جانبًا مختلفًا من البرق ، وهذا مجرد مقطع واحد من العديد من مقاطع الفيديو التي كان من الممكن أن نختار منها. فهمت لهم أنهم يبدون أحيانًا مثل مجموعة ألعاب فيديو كاملة لأنك تحصل على ألعاب مختلفة تنطلق بترددات مختلفة جميعها فوق بعضها البعض. إذن هنا غاز مؤين ناتج عن البرق وينتج إشارات راديوية أثناء انتقاله على طول خطوط المجال المغناطيسي.

فريزر: لكنها نفس الظاهرة & # 8212 هذا أنيق حقًا! حسنًا ، دعنا ننتقل إلى واحد آخر.

فريزر: حسنًا ، بدا ذلك مشابهًا لصوت المنزل المسكون ، ولكن بعد ذلك كان هناك مثل هذا الانهيار في منتصف الطريق.

باميلا: حسنًا ، يبدو الأمر وكأنك تسير على طول الطريق ، فهم يحاولون إبعادك ، ويحاولون التسلل إليك ، ثم يهاجمونك بكل شيء دفعة واحدة! في هذه الحالة ، إنها المركبة الفضائية كاسيني التي تسافر مرة أخرى عبر الفضاء ، وتستمع إلى موجات الراديو ، وتستمع إلى موجات الراديو ، كل شيء على ما يرام ، وتضرب فجأة حافة المجال المغناطيسي لزحل ، وهذا المكان مع الرياح الشمسية تضرب حافة المجال المغناطيسي. هذه هي منطقة صدمة القوس حول زحل وكل شيء يسير في هذا المكان المحدد. طريقة واحدة للتفكير في هذا هو أنه يشبه إلى حد كبير الدوي الصوتي الذي يتم إنشاؤه عندما تبدأ في السفر بسرعة أكبر من سرعة الصوت ، وتنتشر خلاله. هذا هو الراديو في المجال المغناطيسي المكافئ لذلك ، لذلك لديك رياح شمسية تفوق سرعة الصوت فجأة تتباطأ بسرعة إلى حد ما وتنتج نبضة من الانبعاثات الراديوية عبر نطاق التردد بأكمله.

فريزر: إنها نفس الآلة التي التقطت أصوات الشفق ، ولهذا تبدو مألوفة ، لكنها تلتقط ظاهرة مختلفة في هذه المرحلة. أعني ، لقد رأينا جميعًا تلك الصور لصدمة القوس. عادة نراه حول الأرض نرى هذه الرسوم التوضيحية له. يبدو أن هناك مذنبًا حول الأرض ، حيث يوجد على جانب واحد من الأرض ، يكون دائريًا & # 8212 وهذا هو مجالنا المغناطيسي ، ثم على الجانب الآخر من الأرض ، الذي بعيدًا عن الشمس ، تمتد إلى هذا الذيل الطويل الطويل لأن هذا هو الجانب الذي لا يتأثر بالجسيمات المشحونة من الشمس ، وهذا هو الشيء الذي يحمينا ، وأعتقد أنه يحمي زحل ، وهذه هي اللحظة التي عبرت فيها كاسيني إلى مجال القوة هذا حول زحل ، أليس كذلك؟

باميلا: ولم تكن حقيقة أن كاسيني قد عبرتها كثيرًا هي التي تسببت في الصوت ، حيث كانت كاسيني قادرة على سماع كل الجسيمات الشمسية التي كانت تسافر معها تحمل عبارة "كلمة بذيئة!" لحظة تغير السرعة ، وهذا شيء نستمر في قوله كما لو أن الجميع يفهمها ، لكن كل هذه الضوضاء تأتي من نوع من الجسيمات: إلكترون ، بروتون ، نواة ذرية لا تحتوي على الكثير تعلق الإلكترونات بها كما ينبغي. إنه يأتي من أحد هذه الجسيمات المشحونة التي تسافر عبر الفضاء وتتفاعل مع مجال مغناطيسي بطريقة تغير الاتجاه الذي تتحرك فيه ، وتغير السرعة التي تتحرك بها ، وكل هذه التغييرات المختلفة تمثل تغيرًا في طاقة الجسيم. وعندما تقوم بتغيير طاقة الجسيم ، فإن تلك الطاقة التي فقدها يجب أن تذهب إلى مكان ما ، وحيث تفقد الطاقة تكون في إنشاء ضوء راديو ، وهكذا إذا فكرت في الأمر من حيث: إذا كان لديك شيء ما يسير بسرعة ، يجب أن تأخذ الطاقة من مكان ما - هذا هو البنزين ، وبعد ذلك عندما تبطئ السرعة حقًا ، تضرب الفرامل ، تصبح الإطارات ساخنة حقًا من كل تلك الطاقة التي كانت نتيجة حركة طرد السيارة حسنًا ، ضد الأسفلت حيث تحاول الإطارات الصرير إلى التباطؤ ، لذا فإن ما يصبح الإطارات الساخنة ، عندما يكون جسيمًا متباطئًا ، يصبح طاقة راديو بدلاً من ذلك.

فريزر: حسنًا ، أو لاستخدام تشبيه آخر ، حسنًا ، إذا كنت لا ترتدي حزام الأمان وصدمت إلى شيء ما وحطمت النافذة الأمامية ، فأنت انبعاثات الراديو التي تنبعث من السيارة ، وهي الجسيمات ، حسنًا ... حسنًا ، التالي هو مشابه ، لكن مركبة فضائية مختلفة.

فريزر: كان ذلك أكثر دقة قليلاً. ماذا كنا نسمع هناك؟

باميلا: كانت تلك ما يُطلق عليها تذبذبات بلازما الإلكترون ، وهي طريقة رائعة للقول بأن هناك الكثير من الجسيمات المشحونة بالخارج ، وبما أن تلك الجسيمات المشحونة من خارج نظامنا الشمسي تصطدم بصدمة النهاية للجسيمات الشمسية التي تدفع ضدها ، انتهى الأمر بالاندفاع نحو التذبذبات ، ومركبة فوييجر الفضائية ، أثناء محاولتها مغادرة النظام الشمسي ، مرت بهذه التجربة الغريبة لصدمة إنهاء الطاقة الشمسية. يعتمد المكان الذي ينتهي فيه على مدى نشاط الشمس ، لذلك تتحرك ذهابًا وإيابًا مثل مكان الخط الساحلي على الشاطئ. أثناء المشي ، أحيانًا تكون قدميك جافة ، وأحيانًا تكون قدميك مبتلة. حسنًا ، في بعض الأحيان كانت Voyager لفترة من الوقت ضمن صدمة الإنهاء وفي بعض الأحيان كانت أبعد من ذلك ، وبينما كانت تسافر على طول ، كان عليها أن تلتقط كل هذه التذبذبات الصغيرة للبلازما الإلكترونية على طول حافة ذلك ، حسناً ، صدمة الإنهاء الخاصة بنا. نظام.

فريزر: وبالتالي فإن صدمة الإنهاء تتجاوز Voyager ثم تعود مرة أخرى.

باميلا: وما وراء صدمة الإنهاء هو المكان الذي توجد فيه منطقة من بلازما الإلكترون تتأرجح ، وتلك الإشارات الصغيرة من الضوضاء التي تسمعها & # 8212 هذه هي اهتزازات البلازما. الآن ، السبب في أنه لا يبدو مثيرًا تمامًا مثل الآخرين هو & # 8212 إنها Voyager.

فريزر: حسنًا ، إنها مركبة فضائية قديمة جدًا ، بعيدة جدًا ، غير قادرة على إرسال الكثير من البيانات ، وليس الكثير من الطاقة ...

باميلا: [ضحك] صحيح.

فريزر: بالكاد تسمعها ... أجل.

باميلا: نعم ، إذن البيانات تساوي عدة ساعات ... تنهار إلى ست ثوان من الصوت ، وكان نطاق التردد الذي كنا نستمع إليه أقل بكثير من بعض المقاطع الأخرى.

فريزر: لذا ، عندما كاسيني ... حسنًا ، لن تتاح لكاسيني أبدًا فرصة لترك صدمة الإنهاء ، ولكن إذا كان يمكن أن يبدو الأمر مختلفًا. كنا نسمع نسخة أكثر دقة من هذا.

باميلا: لذلك نأمل في يوم من الأيام أن نرسل أداة بإخلاص كاسيني هناك ، لكنها ليست في الميزانية في الوقت الحالي.

فريزر: لذا ، فلنقم بآخر مقطع صوتي.

فريزر: سمعت منشارًا يمر ، كما تعلم ، يمر عبر معدن بعيد جدًا ، أو بعض الطيور ، أو بعض الطيور الغريبة في وسط غابة مطيرة تصدر صوتها المحزن ، ولكن ماذا نسمع؟

باميلا: ما سمعته في الواقع كان جهاز توليف من ثمانينيات القرن الماضي يتظاهر بأنه إما بيكولو أو طائر ويفشل فشلاً ذريعًا في هذه العملية. الحقيقة هي أننا كنا نستمع إلى إلكترونات نشطة في كوكب المشتري محشورة في مجالاته المغناطيسية. كوكب المشتري هو واحد من أكثر المجالات المغناطيسية تعقيدًا في النظام الشمسي من حيث ... حسنًا ، لديه مجال مغناطيسي طبيعي جميل يحتوي على أقمار مدمجة في جانبه ، وتلك الأقمار تنفث جسيمات عالقة في المجالات المغناطيسية ، وبعضها لديه مجالات مغناطيسية خاصة به ، وكذلك بالنسبة للإلكترونات البائسة هناك ، يمكنهم ما يسمى بانبعاثات السيكلوترون أثناء تحركهم عبر الحقول المغناطيسية وتدور بسرعة حول خطوط المجال وحولها ، وفي هذه العملية هم يصدر انبعاث راديو يبدو وكأنك تتمنى أنك ترتدي سدادات أذن.

فريزر: حسنًا ، هذا يعادل كوكب المشتري لمُسرع الجسيمات.

باميلا: بالضبط ، وهو أحد أكبر مسرعات الجسيمات في النظام الشمسي. إنه ليس مفيدًا لعمل علم من نوع Higgs Boson بشكل جيد.

فريزر: أجل ، القوة ستكون موجودة ، لا يمكننا السيطرة عليها. حق. لذلك كان ذلك رائعًا. الآن ، هذا في الواقع حوالي نصف الأصوات المخيفة الموجودة هناك. لقد غطينا للتو تلك الموجودة في النظام الشمسي ، لذلك ربما في العام المقبل ، سنغطي الأصوات المخيفة حول الكون كله بسبب وجود النجوم النابضة ...

باميلا: البلازارات والكوازارات ...

فريزر: النجوم الزائفة وجميع أنواع الأشياء الرائعة ، لذلك أتمنى أن تكون قد استمتعت بهذا ، وأحب أن أسمع ما إذا كان أي شخص يريد تحويل هذا إلى صوت خلفية منزل مسكون. يمكن للناس تشغيلها في منازلهم ، "ما هذا الصوت الغريب؟" أصوات الفضاء ...

باميلا: وعلينا أن نعطي شهرة لجامعة أيوا لنشرها على موقعها على الإنترنت. أصبح هذا العرض أسهل بكثير بفضل العمل الجاد للناس هناك فقط أرشفة هذه الضوضاء وجعلها لا تبدو مروعة للأذن البشرية.

فريزر: وأنا أعلم أنك قمت برعاية هذا الشخص مع أصدقائك على Twitter ، لذا شكرًا للجميع على Twitter الذين استجابوا لك ووجهوك نحو أصوات الفضاء الرائعة والمخيفة.

باميلا: إذن إعلان أخير قبل أن نختفي. سألني آندي شانر في معهد القمر والكواكب في هيوستن ، تكساس عما إذا كان بإمكاني إخباركم جميعًا بمشروع يسمى "قمري". إنهم يحاولون في الواقع توفير وظائف للأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 25 عامًا ممن يهتمون بالقمر ، ويهتمون بمساعدتهم على الخروج من القمر ، وإذا كنت تريد معرفة المزيد ، فسنقوم بالتغريد حول هذا الموضوع ونحن سننشر رابطًا على موقع الويب ، أو يمكنك فقط على Google "فريق شارع القمر الخاص بي" ومعرفة كيف يمكنك أن تكون جزءًا من ، حسنًا ، مساعدة الجميع على معرفة المزيد عن النظام الشمسي.

فريزر: يبدو رائعًا حقًا. حسنًا ، شكرًا جزيلاً يا باميلا! سنتحدث إليكم الأسبوع المقبل ، ونتمنى لكم عيد الهالوين السعيد!

باميلا: عيد رعب سعيد!

هذا النص ليس مطابقًا تمامًا للملف الصوتي. تم تحريره من أجل الوضوح.


بناء الكواكب حول الثقب الأسود

ملاحظة المحرر & # 8217s: Astrobites هي منظمة يديرها طلاب الدراسات العليا والتي تهضم الأدب الفيزيائي الفلكي لطلاب البكالوريوس. كجزء من الشراكة بين AAS و astrobites ، نقوم أحيانًا بإعادة نشر محتوى Astrobites هنا في AAS Nova. نأمل أن تستمتع بهذا المنشور من Astrobites ، ويمكن الاطلاع على النسخة الأصلية في astrobites.org.

لقب: تكوين كوكب حول ثقوب سوداء فائقة الكتلة في نوى المجرة النشطة
المؤلفون: Keiichi Wada و Yusuke Tsukamoto و Eiichiro Kokubo
مؤسسة المؤلف الأول: جامعة كاجوشيما ، اليابان
حالة: مقبول ل أبج

منذ ما يقرب من 400 عام ، تم افتراض أن الكواكب في نظامنا الشمسي تشكلت من المواد المتبقية التي شكلت الشمس. هذه الفرضية مقبولة الآن على نطاق واسع كنموذج قياسي لتشكيل النظام الشمسي. لقد رأينا هذه العملية قيد التنفيذ داخل أنظمة نجمية أخرى بفضل التلسكوبات الراديوية مثل مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمتر (ALMA).

نركز باستمرار على الكواكب التي تتكون حول النجوم. ولكن ماذا لو تشكلت الكواكب حول أجسام فلكية أخرى؟ بعد كل شيء ، النجوم ليست هي الأشياء الوحيدة في الكون التي أصبحت محاطة بقرص مضطرب من الغاز والغبار خلال حياتها.

توجد نوى المجرة النشطة (AGN) في مركز المجرات. يتكون النموذج القياسي للنواة المجرية النشطة من ثقب أسود فائق الضخامة وقرص تراكمي ساخن ، وكلاهما محاط بمنطقة دائرية الشكل (أو على شكل حلق) من الغاز والغبار. يظهر هذا التكوين في الشكل 1. تلقي ورقة اليوم نظرة على كيف يمكن أن يتشكل كوكب داخل الحلقة المتربة حول نواة مجرية نشطة.

الشكل 1: النموذج القياسي لنواة المجرة النشطة. [Urry & amp Padovani 1995]

بيئة مضطربة

AGN ، كما يوحي اسمها ، هي كائنات نشطة. يعمل الغاز الذي يتغذى على النوى المجرية النشطة من قرص تراكم كوقود لهذه المحركات المجرية ، مما يولد لمعانًا عاليًا يسمح لنا بمراقبة هذه الهياكل على مسافات شاسعة. المواد المحيطة بهذا المحرك المركزي هي المكان الذي تكمن فيه اهتماماتنا. طارة مغبرة من نواة مجرية نشطة تمتد على مساحة من 0.1 فرسخ فلكي (

0.3 سنة ضوئية) إلى عشرات الفرسخ (

30 سنة ضوئية) بعيدًا عن الثقب الأسود المركزي الهائل (SMBH) ، كما هو مبين في الشكل 2. يتم تسخين المنطقة الداخلية للحلقة بواسطة المحرك المركزي ، وتدفقات الغبار الخارجة ترسل المواد مرة أخرى إلى الوسط النجمي. تم تصوير هذه الهياكل مؤخرًا باستخدام ALMA. ومع ذلك ، لا يزال هيكلها الداخلي غير مفهوم جيدًا.

أظهرت عمليات المحاكاة الحديثة أن الهيكل الداخلي لحلقة مغبرة مقسمة إلى طبقات. يوضح الشكل 2 قرص الغاز البارد والغبار داخل الطارة المغبرة. قام المؤلفون بنمذجة توزيع درجة الحرارة داخل هذا القرص كدالة لمعان AGN ، ووجدوا أن الجليد يمكن أن يتشكل في المناطق

1 فرسخ بعيدًا عن الثقب الأسود المركزي ، بعد خط ثلج AGN ، ويظهر أن الديناميكيات داخل هذا النظام يمكن أن تؤدي إلى اندماج هذه الجليد. ألقى المؤلفون بعد ذلك نظرة على كيفية نمو الكواكب في هذه البيئة.

رسم تخطيطي لـ AGN ، يُظهر الثقب الأسود المركزي الهائل ، ومواقع أنواع مختلفة من الانبعاث ، والبنية داخل الطارة المغبرة. يمكننا أن نرى القرص البارد حيث يمكن أن تتشكل الكواكب ، جنبًا إلى جنب مع موقع خط الثلج ، rالثلج. [وادا وآخرون. 2019]

الكواكب المتصاعدة

بالعودة إلى تكوين الكوكب الكلاسيكي ، عندما تنهار السحابة لتشكل نجمًا أوليًا ، يصبح هذا النجم محاطًا بقرص كوكبي أولي - قرص من الغاز والغبار يحيط بالنجم الأولي وهو مصدر لتراكم المواد النجمية. إلى جانب توفير مادة للنجم لينمو منها ، فإن قرص الكواكب الأولية هو أيضًا موقع نمو الكوكب ، كما يوحي اسمه. تتصادم جزيئات الغبار في هذا القرص مع الجسيمات الأخرى وتلتصق بها لتكوين كواكب صغيرة ، وهي أجسام أكبر تعمل بمثابة اللبنات الأساسية للكواكب. الكواكب الصغيرة كبيرة بما يكفي لجذب مواد أخرى عبر جاذبيتها ، ويمكنها في النهاية أن تنمو لتصبح كواكب عبر عملية التراكم هذه.

يركز مؤلفو الورقة البحثية اليوم على نمو الكواكب من جزيئات الغبار الجليدية ، والتي يمكن أن تتشكل في القرص وراء خط الثلج الموضح أعلاه. لقد اختبروا أنظمة ذات أحجام مختلفة لجسيمات الغبار وقاموا بتحليل نمو الجسيمات # 8217 بمرور الوقت عبر نماذج عددية.من خلال تحليل نمو الغبار داخل أنظمة ذات كتل مختلفة من الثقوب السوداء ولزوجة القرص ، قرر المؤلفون أن الأجسام بحجم الكوكب قادرة على التكوُّن حول النوى المنخفضة السطوع AGN. ومع ذلك ، فإن البيئات المحيطة بالكوازارات وغيرها من النوى المجرية النشطة عالية السطوع لن تدعم تكوين الكواكب.

الحياة حول الثقب الأسود؟

لسوء الحظ ، سيكون من المستحيل تقريبًا اكتشاف أي كواكب تتشكل حول النوى المجرية النشطة باستخدام الأساليب الحالية. حتى لو اكتشفنا هذه الكواكب ، فإن هذه الأنظمة لن تساعد البشرية في سعيها لفهم تكوين عوالم صالحة للسكن. كما ذكرنا سابقًا ، فإن البيئات حول النوى المجرية النشطة قاسية ، وتحتوي على مواد معالجة بشكل مفرط من شأنها أن تجعل تكوين كوكب صالح للسكن أمرًا صعبًا للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كمية الإشعاع عالي الطاقة من الثقب الأسود نفسه من شأنها أن تجعل أي كوكب تشكل هناك غير قادر على التمسك بالغلاف الجوي ، وهو مكون أساسي للحياة كما نعرفها.

على الرغم من أن هذه الدراسة لا يمكن تأكيدها بالملاحظة ولن تساعدنا في فهم الكواكب الصالحة للحياة ، فهذه نظرة مثيرة للاهتمام حول المكان الذي يمكن أن تتشكل فيه الكواكب في الكون. الكون ، وسيظل ، مكانًا بريًا.

نبذة عن الكاتب إليس أفالون:

أنا طالبة دراسات عليا في السنة الثانية بجامعة هاواي في معهد مانوا لعلم الفلك ، حيث أدرس الشمس. يركز بحثي الحالي على كيفية قيام المجال المغناطيسي الشمسي بإحداث ثورات بركانية يمكن أن تؤثر علينا هنا على الأرض. في أوقات فراغي ، أستمتع بتسلق الصخور والرسم وتناول كميات وفيرة من المعكرونة والجبن.


2 إجابات 2

TLDR: ظهور المد والجزر العملاق يدمر الموائل الساحلية ، وتضيع الأقمار ، ويحتمل حدوث بركاني كبير مع تغير مناخي مرتبط.

ربما لا مفر من الانقراضات الجماعية.

سيؤدي قفل المد والجزر في النهاية إلى دورة نهار وليلية ممتدة بشكل كبير والتي ستكون مروعًا بيئيًا. يبدو أن الخسارة النهائية للدينامو المغنطيسي الأرضي تؤدي على الأرجح إلى فقدان الغلاف الجوي ، تاركًا عالمًا جليديًا مع حياة المحيطات العميقة فقط.

انظر إلى الجانب المشرق رغم ذلك ، قد يكون رأيي متشائمًا ، لكنه ليس مضمونًا بأي حال من الأحوال. كما أوصيت في سؤالك الأخير ، اقرأ هذا السؤال وروابط M A Golding للطرق التي يمكن بها جعل القمر الخارجي صالحًا للسكن.

إذا تركنا جانباً عدم احتمال قيام عملاق غازي مهاجر إلى الداخل بالتقاط كوكب داخلي صغير (حاول تشغيله في جهاز محاكاة الجاذبية ، فإن النتيجة الأكثر شيوعًا لأي تفاعل هي & quot ؛ اندفع إلى الفضاء السحيق & quot. مخيبة للآمال ولكنها حقيقية) دعنا نفكر في مشكلة المد والجزر.

أولاً ، دعنا نتحدث عن Hill Spheres ، وحدود المدار الجديد لعالم الالتقاط.

حيث $ r_H $ نصف قطر التل ، و $ m $ كتلة الجسم المداري ، و $ M $ كتلة الجسم المداري و $ a $ هو نصف قطر المدار (أفترض أن كل شيء دائري ، من أجل السهولة أو الراحة). بالنسبة للمشتري الذي يدور حول الشمس عند 1AU ، ينتهي الأمر بكون ثيا حوالي 10 ملايين كيلومتر. لا يمكن أن توجد المدارات المستقرة إلا في نطاق نصف إلى ثلث نصف قطر هيل.

لنفترض أن الأرض تم التقاطها في مدار دائري على ارتفاع 5 ملايين كيلومتر. تم الآن تقليل نصف قطر هيل الخاص بها إلى ما يزيد قليلاً عن نصف مليون كيلومتر. هذا هو بما يكفي ليشمل القمر ، لكن القمر الآن خارج هذا الحد الحرج من النصف إلى الثلث ، ومستقبله على المدى الطويل الآن في خطر.

يمكنك أن تفترض بشكل معقول أنه خلال فترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية (على سبيل المثال ، مليار سنة) أن القمر موجود ذهب.

هذه معقدة للغاية ، ولكن بعد تجريدك من معظم التعقيدات ينتهي بك الأمر بشيء يشبه إلى حد ما $ F_T propto $ ، أو أن قوة المد والجزر تتناسب طرديًا مع كتلة الجسم التي تولد المد والجزر وتتناسب عكسًا مع مكعب فصل الجسم المصاب عن الجسم المصاب.

لذلك ، يولد القمر قوة مدّية تبلغ قوتها قليلاً

1.3 × 10 6 كجم / كم 3 ، في حين أن كوكب المشتري سيولد الآن شيئًا مثل 1.5 × 10 7 كجم / كم 3. وهذا يزيد قليلاً عن عشرة أضعاف.

سيكون المد والجزر في عالمك الذي تم نقله كبير، لا نخطئ. ستصبح مناطق المد والجزر أكبر بشكل كبير ، وهذا بدوره سيكون له جميع أنواع التأثيرات المثيرة للاهتمام على الأشياء التي تعيش في المياه الضحلة. الأنظمة البيئية الساحلية المعقدة التي نراها على الأرض ، مثل غابات عشب البحر ستتوقف عن الوجود بالأشكال المألوفة لدينا. غابات المانغروف هي غابات أخرى من المحتمل أن يتم جرفها بعيدًا.

كما سيصبح تسخين المد والجزر أكثر مشكلة ، لكن لا يمكنني تحديد إلى أي مدى أو على أي جدول زمني. تعتبر تأثيرات المد والجزر معقدة ، ومن الأفضل فهم تسخين المد والجزر في الأجسام ذات المدارات اللامركزية والتي كان لها بالفعل دورانها الخاص مغلقًا (على سبيل المثال ، Io). ربما يتطلب التحقيق الكامل للمشكلة قراءة جيدة وفهمًا جيدًا لتبديد المد والجزر في جسم كروي متجانس ، وأنا لست على وشك القيام بذلك من أجلك اليوم -) تسخين المد والجزر للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض حول النجوم M: حراري ، مغناطيسي ، وتقترح Orbital Evolutions أن ارتفاع معدلات التسخين المرتبطة بالمدارات اللامركزية يمكن أن يؤدي إلى تأثيرات دفيئة جامحة ، وربما يؤدي إلى تعقيم المحيط الحيوي. بالنظر إلى أنه من غير المنطقي إلى حد ما أن يتم التقاط الأرض بدلاً من إخراجها ، فإن الأمل في أن يتم التقاطها في مدار دائري لطيف لتجنب ارتفاع درجة حرارة المد والجزر المفرط يبدو أقل احتمالًا!

يمكنك بالطبع استخدام هذا كما تراه مناسبًا في النهاية مستحيل، وبقدر ما نستطيع أن نقول إننا نعيش بالفعل على كوكب غير معتاد بعض الشيء والمجرة مكان كبير.

يمكن تقريب الوقت الذي يستغرقه الجسم ليغلق تدريجيًا بمقدار $ T_ تقريبًا < omega a ^ 6 I Q over 3Gm_p ^ 2 k_2 r ^ 5> $ حيث $ omega $ هو معدل دوران الأرض (

2π راد / يوم) ، $ a $ جديد محور شبه رئيسي مداري ، $ I $ لحظة القصور الذاتي (التي تساوي 0.331 x كتلة الأرض x نصف قطر الأرض تربيع) ، $ Q $ هي دالة التبديد ، $ G $ هو ثابت الجاذبية ، و $ m_p $ هو كتلة كوكب المشتري ، و $ k_2 $ هو رقم الحب للأرض ، و $ r $ هو نصف قطر الأرض. بالنسبة إلى Earth ، يبدو أن Q تساوي حوالي 100 ويبدو أن $ k_2 $ يساوي 0.308 تقريبًا

وينتهي هذا بمقياس زمني يصل إلى 1.23 × 10 8 سنوات. هذا سريع جدًا!

الآن ، معظم الزخم الزاوي لنظام الأرض والقمر موجود في القمر ، لكننا أثبتنا بالفعل أن القمر الآن في مدار غير مستقر وسيختفي في جميع الاحتمالات في أقل من مليار سنة (ربما نحن سوف تحت). بدون تأثير المد والجزر للقمر الذي يساعد على سحب الأرض مرة أخرى إلى سرعتها ، فمن المحتمل أن تكون مقفلة تدريجيًا إلى كوكب المشتري في نطاق زمني يصل إلى مليار سنة أيضًا (مما يعني وربما ليس بسرعة 100 مليون سنة ، ولكن ربما أسرع من 10 مليارات سنة).

سوف يهدأ المد والجزر العنيف ببطء ، وسيقل تسخين المد والجزر. الآن يتبقى لديك & quotday & quot ، والتي تشبه إلى حد كبير 72 يومًا. بالنسبة للجانب المواجه لكوكب المشتري ، فإن الليل الذي استمر لمدة شهر سيعكس الضوء من كوكب المشتري الساطع عليه. سيكون الجو باردًا ، لكن ليس مظلمًا. بالنسبة للجانب المواجه للخارج ، ستكون الليلة طويلة جدًا وباردة جدًا بالفعل.

سيؤدي الفارق الكبير في درجات الحرارة بين جانبي النهار والليل إلى رياح قوية. ربما عواصف مستمرة ، وربما لا ، لست متأكدًا. سوف تتشكل طبقات سميكة من الجليد والثلج على الجانب الليلي ، تغطي كل شيء.

من المحتمل أن يتم تدمير الحياة السطحية الأكثر تعقيدًا في هذه البيئة. قد لا تلاحظ الحياة المعقدة تحت سطح البحر ، مثل تلك التي تكونت حول المدخنين السود ، حتى التغيير في وضعهم.

في مرحلة ما من المحتمل أن يتوقف الدينامو المغنطيسي الأرضي أيضًا. سوف يضعف المجال المغناطيسي بشكل كبير ، وسوف تجرد الرياح الشمسية الغلاف الجوي ببطء ، وتترك في النهاية عالمًا جليديًا متجمدًا حيث لا يمكن أن توجد الحياة إلا في أعمق المحيطات.


اكتشاف بروتون أورورا على سطح المريخ

اكتشفت المركبة الفضائية MAVEN (الغلاف الجوي للمريخ والتطور المتقلب) التابعة لناسا نوعًا جديدًا من الشفق القطبي المريخي الذي يحدث في معظم فترات النهار من الكوكب. تم نشر ورقة الإبلاغ عن هذا الاكتشاف في المجلة علم الفلك الطبيعي.

على الأرض ، تحدث الأضواء الشمالية والجنوبية عندما تتبع الرياح الشمسية (جزيئات مشحونة كهربائيًا من الشمس) خطوط المجال المغنطيسي الأرضي لكوكبنا إلى القطبين وتتصادم مع الغلاف الجوي العلوي. يفتقر المريخ إلى مجال مغناطيسي عالمي ، لذلك تتراكم الرياح الشمسية أمام المريخ في صدمة القوس ، والتي تمنع الجسيمات المشحونة من الوصول إلى الجزء الأكبر من الغلاف الجوي. ومع ذلك ، في عملية لوحظت لأول مرة بواسطة مركبة الفضاء مافن التابعة لوكالة ناسا ، يمكن لبعض بروتونات الرياح الشمسية أن تتخطى صدمة القوس عن طريق الارتباط الأول بالإلكترونات من الغلاف الجوي العلوي للمريخ لتكوين ذرات الهيدروجين. نظرًا لأن ذرات الهيدروجين محايدة كهربائيًا ، فيمكنها المرور عبر صدمة القوس والاستمرار في تكوين شفق قطبي بروتون فوق بنفسجي على جانب أيام المريخ. رصيد الصورة: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا.

كان علماء مشروع مافن يدرسون الغلاف الجوي للمريخ باستخدام مطياف التصوير فوق البنفسجي (IUVS) ، ولاحظوا أنه في بعض الأحيان ، فإن الضوء فوق البنفسجي القادم من غاز الهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي للكوكب سوف يضيء بشكل غامض لبضع ساعات.

ثم لاحظوا أن الأحداث الساطعة حدثت عندما قامت أداة مافن أخرى ، محلل أيونات الرياح الشمسية (SWIA) ، بقياس بروتونات الرياح الشمسية المحسنة.

لكن هناك لغزان يجعلان هذا النوع من الشفق القطبي يبدو مستحيلًا للوهلة الأولى: كيف تجاوزت هذه البروتونات "صدمة القوس" للكوكب ، وهي عقبة مغناطيسية تعمل عادةً على تحويل الجسيمات المشحونة للرياح الشمسية حول الكوكب؟ وكيف يمكن للبروتونات أن تُصدر الضوء ، لأن الذرات تحتاج إلى إلكترونات للقيام بذلك؟

"الجواب كان السرقة. مع اقترابها من المريخ ، تتحول البروتونات القادمة مع الرياح الشمسية إلى ذرات محايدة عن طريق سرقة الإلكترونات من الحافة الخارجية لسحابة الهيدروجين الضخمة المحيطة بالكوكب "، كما قال الدكتور جاستن ديغان ، من جامعة كولورادو ، بولدر.

"صدمة القوس يمكنها فقط تحويل الجسيمات المشحونة ، لذلك تستمر هذه الذرات المحايدة في المرور من خلالها."

عندما ضربت تلك الذرات الواردة عالية السرعة الغلاف الجوي للمريخ ، انبعث جزء من طاقتها على شكل ضوء فوق بنفسجي ، وهو غير مرئي للعين البشرية ولكن يمكن اكتشافه بواسطة أجهزة مثل IUVS.

في الواقع ، يمكن أن تتصادم ذرة واردة مع جزيئات في الغلاف الجوي مئات المرات قبل أن تتباطأ ، مما ينتج عنه عدد كبير من الفوتونات فوق البنفسجية.

قال الدكتور جاسبر هالكاس ، من جامعة أيوا: "الشفق القطبي البروتوني المريخي هو أكثر من مجرد عرض ضوئي".

"لقد كشفوا أن الرياح الشمسية لا يتم تحويلها بالكامل حول المريخ ، من خلال إظهار كيف يمكن لبروتونات الرياح الشمسية أن تتسلل عبر صدمة القوس وتؤثر على الغلاف الجوي ، وترسب الطاقة بل وتعزز محتوى الهيدروجين هناك.

تحدث الشفق القطبي البروتوني على الأرض ، ولكن ليس بنفس معدل حدوثه في المريخ.

يتمثل أحد الاختلافات الرئيسية في المجال المغناطيسي القوي للأرض ، والذي يحول الرياح الشمسية بعيدًا عن الأرض بدرجة أكبر بكثير مما كانت عليه في المريخ.

على الأرض ، تظهر الشفق القطبي البروتوني فقط في مناطق صغيرة جدًا بالقرب من القطبين ، بينما يحدث في المريخ في كل مكان.

ومع ذلك ، يمكن أن تكون الشفق القطبي البروتوني شائعًا على كوكب الزهرة وعلى قمر زحل تيتان.

مثل المريخ ، يفتقر هذان العالمان إلى الحقول المغناطيسية الخاصة بهما ، ويحتويان على الكثير من الهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي & # 8212 مع الكثير من الإلكترونات للمشاركة.

إذا نظرنا إلى أبعد من ذلك ، فمن المحتمل أن العديد من الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى لديها نفس الظروف المواتية ، ومن المحتمل أن يكون لديها شفق بروتوني أيضًا.

J. Deighan وآخرون. اكتشاف الشفق القطبي البروتوني في المريخ. علم الفلك الطبيعي، تم النشر على الإنترنت في 23 يوليو 2018 دوى: 10.1038 / s41550-018-0538-5


محتويات

حتى اختراع التلسكوب (حوالي 1608) ، كان علم الفلك يتألف فقط من المراقبة والتنبؤ بحركات الأجسام التي يمكن ملاحظتها بالعين المجردة. في بعض المواقع ، مثل ستونهنج ، جمعت الثقافات المبكرة قطعًا أثرية ضخمة من المحتمل أن يكون لها هدف فلكي. بالإضافة إلى استخداماتها الاحتفالية ، يمكن استخدام هذه المراصد لتحديد الفصول ، وهو عامل مهم في معرفة وقت زراعة المحاصيل ، وكذلك طول العام. [3]

مع تطور الحضارات ، وعلى الأخص الكلدان ومصر واليونان القديمة والهند والصين ، تم تجميع المراصد الفلكية وبدأ استكشاف الأفكار حول طبيعة الكون. تم تطوير الأفكار المبكرة حول حركات الكواكب ، وتم استكشاف طبيعة الشمس والقمر والأرض في الكون بطريقة فلسفية. وشملت هذه التكهنات حول الطبيعة الكروية للأرض والقمر ، ودوران الأرض وحركتها عبر السماء.

تم إجراء بعض الاكتشافات الفلكية البارزة قبل تطبيق التلسكوب. على سبيل المثال ، قدر الصينيون ميل مسير الشمس منذ 1000 قبل الميلاد. اكتشف الكلدان أن الخسوف يتكرر في دورة متكررة تعرف باسم ساروس. في القرن الثاني قبل الميلاد ، تم تقدير حجم ومسافة القمر من قبل هيبارخوس ، الذي قام أيضًا بتأليف أول كتالوج نجمي.

خلال العصور الوسطى ، كان علم الفلك الرصدي راكدًا في الغالب في أوروبا حتى القرن الخامس عشر. ومع ذلك ، ازدهر علم الفلك الرصدي في المناطق التي غزاها العرب (من بلاد فارس إلى إسبانيا). قدم علماء الفلك العرب العديد من الأسماء التي تُستخدم الآن للنجوم الفردية. [4] [5]

ثورة علمية

خلال عصر النهضة ، اقترح كوبرنيكوس نموذج مركزية الشمس للنظام الشمسي. قام جاليليو وكبلر بالدفاع عن عمله وتوسيعه وتصحيحه: بدأ الأول باستخدام التلسكوبات التي بناها لتعزيز ملاحظاته ، وكان الأخير أول من وصف بشكل صحيح حركة الكواكب في نظام مع الشمس في المركز [6].

ومع ذلك ، لم ينجح كبلر في صياغة نظرية وراء القوانين التجريبية التي دونها. تُرك الأمر لقوانين نيوتن للحركة وقانون الجاذبية الخاص به للتنبؤ بالقوانين التي اكتشفها كبلر. طور نيوتن أيضًا التلسكوب العاكس.

خلال القرن الثامن عشر ، أدى الانتباه إلى مشكلة الأجسام الثلاثة النظرية من قبل أويلر وكليروت ودالمبرت إلى تنبؤات أكثر دقة حول حركة القمر والكواكب. تم تنقيح هذا العمل من قبل لاغرانج ولابلاس ، مما سمح بتقدير كتل الكواكب والأقمار من اضطراباتها.

تزامنت اكتشافات المراقبة الإضافية مع التحسينات في حجم وجودة التلسكوب. أنتج لاكاي عددًا أكبر من كالاتوج النجوم. قام عالم الفلك ويليام هيرشل بعمل فهرس شامل من الضبابية والعناقيد ، وفي عام 1781 اكتشف كوكب أورانوس ، وهو أول كوكب جديد اكتشف أيضًا أن درب التبانة عبارة عن نظام من النجوم على شكل قرص. تم قياس المسافة إلى النجم لأول مرة في عام 1838 ، عندما قام فريدريش بيسيل بقياس المنظر 61 Cygni.

في القرن التاسع عشر ، جلب إدخال تقنيات جديدة (بما في ذلك التحليل الطيفي والتصوير) المزيد من التطورات. على سبيل المثال ، في 1814-15 اكتشف فراونهوفر حوالي 600 نطاقًا في طيف الشمس ، والتي نُسبت لاحقًا (1859) إلى وجود عناصر كيميائية مختلفة بواسطة كيرشوف. ثبت أن النجوم تشبه شمس الأرض ، ولكن مع نطاق واسع من درجات الحرارة والكتل والأحجام. [4]

تم إثبات وجود مجرات خارج مجرة ​​درب التبانة فقط في أوائل القرن العشرين بعد فترة وجيزة ، تم اكتشاف توسع الكون من خلال قياسات سرعات انحسار المجرات.

بفضل الأجهزة الجديدة (مثل التلسكوبات الراديوية أو الأقمار الصناعية) التي تسمح بمراقبة الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله ، اكتشف علم الفلك الحديث أيضًا العديد من الأجسام الغريبة مثل المجرات النشطة (المجرات الراديوية ، والكوازارات ، والبلازارات) والنجوم النابضة. تم استخدام الملاحظات لتطوير نظريات فيزيائية تصف بعض هذه الأشياء من حيث أشياء مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.

حقق علم الكونيات الفيزيائي تقدمًا هائلاً خلال القرن العشرين ، مع نموذج الانفجار العظيم مدعومًا بشكل كبير بالأدلة المقدمة من علم الفلك والفيزياء ، مثل إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف ، [7] قانون هابل ، ووفرة العناصر الكونية.


البدء من جديد: تطور الكواكب كله خطأ

الأفكار المتعلقة بتطور الكواكب بعيدة كل البعد عن القاعدة مع ملاحظات الكواكب الخارجية ، حان الوقت لمسح لائحة الإردواز.

الكواكب في الفوضى، & # 8221 آن فينكباينر عناوين مقال في الطبيعة. في الواقع ، تعمل الكواكب على ما يرام ، لكن النظريات التي تشرح أصولها بعيدة جدًا ، ولا يمكن إنقاذها. يقرأ العنوان الفرعي ،

اكتشاف آلاف الأنظمة النجمية مختلف تمامًا عن منطقتنا لديها هدم الأفكار حول كيفية تشكل الكواكب. يبحث علماء الفلك عن ملف نظرية جديدة كاملة.

تذكر مراجعتها أن Huxley & # 8217s مازحة أن العديد من النظريات الجميلة قد دمرت بسبب حقيقة قبيحة. & # 8220 ليس ببعيد - مؤخرًا مثل منتصف التسعينيات ، في الواقع - كان هناك نظرية جميلة جدا الذي اعتقده علماء الفلك ببساطة يجب أن يكون صحيحًا.& # 8221 كانت نظرية التراكم الأساسية (فرضية لابلاس السديم المحدثة). كانت جميلة لأنها تتلاءم جيدًا مع الداروينية والتراكم التدريجي البطيء للتغيرات اللامتناهية في الصغر. كان جميلًا أيضًا لأنه أوضح نظامنا الشمسي وترتيب # 8217: كواكب صخرية بالقرب من الشمس وأجسام جليدية بعيدة. & # 8220 ولأن يجب أن تنطبق نفس مبادئ الفيزياء وعلم الفلك في جميع أنحاء الكون، هو - هي وتوقع أن أي نظام & # 8216 exoplanets & # 8217 حول نجم آخر سيبدو متشابهًا إلى حد كبير. & # 8221 انظر؟ حتى أنها قدمت تنبؤات. نظرية جيدة.

كان للواقع طريقة لمعاقبة العلماء على الاستقراء من عينة واحدة.

لكن في منتصف التسعينيات ، بدأ علماء الفلك بالفعل في العثور على تلك الكواكب الخارجية - ولم يبدوا مثل تلك الموجودة في نظامنا الشمسي. عمالقة الغاز بحجم كوكب المشتري تدور حول نجومهم مدارات صغيرة ، حيث قال التراكم الأساسي إن عمالقة الغاز مستحيلة. الكواكب الخارجية الأخرى تتبعت مدارات إهليلجية بشكل كبير. البعض يحلق حول نجومهم & # 8217 أقطاب. يبدو أن أنظمة الكواكب يمكن أن تتخذ أي شكل لا ينتهك قوانين الفيزياء.

لقد قيلت الحرائق المحزنة للنظرية الجميلة وأعيد سردها من قبل (21/3/06 ، 5/21/09 ، 8/31/10) ، خاصة وأن مركبة الفضاء كبلر قد زادت الحرارة. الجديد في يوليو 2014 هو أن علماء الفلك لم يحرزوا أي تقدم بعد في النظريات البديلة.

تم إطلاق النتائج الجدل والارتباك، كعلماء الفلك تعثر في الشئ لمعرفة ما كانت النظرية القديمة مفقودة. هم انهم تجريب الأفكار ، لكنها لا تزال بعيدة عن اليقين كيف تتلاءم القطع معًا. الحقل في حالته الحالية "لا & # 8217t له معنى كبير"يقول نورم موراي من المعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية في تورنتو. “إنه & # 8217s من المستحيل الآن تفسير كل شيء، "يوافق كيفن شلاوفمان ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في كامبريدج. حتى الباحثون يصلون إلى إجماع، سيفعلون لا تكون قادرة على الفهم كيف يناسب نظامنا الشمسي المخطط الكبير للأشياء، دعه وحده تنبؤ ماذا بعد قد توجد.

لا تحب الطبيعة أن تترك مأساة ميؤوس منها ، لذلك يقدم Finkbeiner بعض بصيص الأمل. تساعد المفاهيم الجديدة للتفاعل والهجرة في تفسير كيف أصبحت بعض الكواكب غريبة الأطوار ، أو كيف اقتربت كواكب المشتري الساخنة جدًا من نجومها ، على سبيل المثال. لا يزال العديد من علماء الفلك يعتقدون أن & # 8220core تراكم بعض الأشياء في نصابها الصحيح، & # 8221 مثل فكرة أن الكواكب هي بقايا من أصل النجوم. والغريب أنها تروي النظرية القديمة وكأنها لا تزال صحيحة بعد أن زيفتها في المقدمة.

ولكن بعد ذلك دخلت عصر 2001 ، غرائب ​​الفضاء. "كان الأمر كذلك ، & # 8216 ماذا! لقد كنا & # 8217t حتى نبحث عن ذلك & # 8221 قال أحد علماء الفلك في إعلان عام 1995 عن أول كوكب المشتري الساخن. ترك فهرس الحالات الشاذة غير المتوقعة علماء الفلك في حيرة من أمرهم. وفقًا لقانون Bloch & # 8217s ، & # 8220 كل حل يولد مشاكل جديدة ، & # 8221 الحلول المختصرة فعلت ما يلي:

لشرح كواكب المشتري الساخنة ، على سبيل المثال ، هم يقترح أن الكواكب لم تلتصق في مكان ولادتها في الامتدادات الخارجية الباردة للأقراص النجمية. بدلا من ذلك ، العمالقة الرضع تصاعدت إلى الداخل لأن الغازات اللزجة في القرص تبطئ مداراتها. في مرحلة ما ، ولأسباب غير معروفة ، أوقفوا حلزون الموت واستقروا في مدارات مستقرة قريبة من نجومهم. على الرغم من درجات الحرارة القصوى، كان للكواكب العملاقة جاذبية قوية بما يكفي احتفظوا بغازهم.

كما أن الأرض الفائقة لا تتناسب مع النظرية القديمة & # 8220beautiful & # 8221 ، وتضيف أنها كذلك & # 8220أصعب في حسابه. & # 8221 لكن هل يساعد التشبيه البليغ؟ & # 8220 الأرض الفائقة ربما ليست لطيفة ، نمطية الطيوريقول إريك فورد ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا في يونيفرسيتي بارك. "ربما البعض مثل طيور البطريق. " يمكن أن تكون الفكاهة مصدر إلهاء في وقت العمل. & # 8220 الحجم الهائل لقطيع الأرض الفائقة يتطلب شرحا، & # 8221 تذكر العمال ، مثل رئيس صارم. & # 8220 النظرية القياسية لا يمكنها فعل ذلك لأنه في النماذج الحالية ، تحتوي المناطق المركزية للأقراص النجمية على القليل جدًا من المواد لإنشاء العديد من الكواكب الأرضية الفائقة القريبة. & # 8221

ذهب العمال إلى العمل ، وإضافة أقراص أثقل ، و & # 8220 الهجرة ، والهجرة ، والهجرة. & # 8221 يبدو أن هذه العملية هي المادة المظلمة الجديدة لشرح صانعي الكواكب & # 8217 الشذوذ. لسوء الحظ ، فإن نماذج الهجرة لها مشاكلها الخاصة التي تتحدى الهجرة كنظرية علمية:

هذه النماذج جذابة، لكن ال مفهوم الهجرة، وخاصة الكواكب الصغيرة ، يعطي بعض الباحثين وقفة - فقط لأنه لم يره أحد من قبل. قد لا تكون الملاحظات الضرورية ممكنة: فالنجوم الصغيرة بما يكفي لتكون لها كواكب تهاجر عبر أقراص الكواكب الأولية لا تزال محاطة بالغبار ، ويومض ضوءها ، مما يجعلها من غير المحتمل للغاية أن تكون الطرق الحالية قادرة على الاختيار التعتيم الناجم عن كوكب عابر. لم يتم تسوية النظرية أيضًا. لقد وجدها العارضون يصعب شرح سبب توقف هجرة الكواكب ، كبيرة كانت أم صغيرة في المدارات التي لاحظها الفلكيون. في المحاكاة، كما يقول وين ، لم يفعلوا & # 8217t: "تسقط الكواكب على النجم”.

علاوة على ذلك ، إذا هاجرت الكواكب بالسرعة التي تنبأت بها النماذج ، فيجب أن تختفي في الغالب الآن ، وتذوب إلى النسيان داخل النجوم الأم. لا ينبغي أن يكون علماء الفلك غافلين عن النسيان. & # 8220biggest سؤال & # 8221 لا يزال يلاحقهم: & # 8220 لماذا نظامنا الشمسي مختلف تمامًا. & # 8221 ترتيبنا الأنيق للكواكب في مدارات مستقرة ، مع كوكب حيوي آمن في منطقته الصالحة للسكن ، لا يبدو أي شيء مثل غالبية أنظمة الكواكب خارج المجموعة الشمسية. أخبار عاجلةذكرت مجلة نيو ساينتست وناشيونال جيوغرافيك أن أحد أكثر الكواكب شبيهة بالأرض على الإطلاق هو وهم. ربما كانت & # 8220planets & # 8221 مجرد نقاط نجمية بسبب المجال المغناطيسي للنجم & # 8217s. وداعا ، جليس 581 د. سخر جاكوب آرون من نيو ساينتست:

اكتب الاسم & # 8220Gliese 581 d & # 8221 في محرك بحث ، وستجده & # 8217 مئات الصور المحيرة لعالم شبيه بالأرض. كان كوكب خارج المجموعة الشمسية من أفضل المنافسين للعالم الأكثر صداقة للحياة خارج نظامنا الشمسي منذ اكتشافه في عام 2007. هناك & # 8217s مشكلة واحدة فقط - ربما لا توجد & # 8217t.

الوضع الحالي لنظريات تكوين الكواكب: أخبار سيئة.

في غضون ذلك ، يواصل الباحثون تغذية فوضى النماذج الخاصة بهم، والتي نمت تقريبًا مثل غريب و وفيرة كالكواكب هم تسعى لشرح. وإذا كانت النظريات الحالية كذلك مفكك, مخصصة و لم تعد جميلةيشير موراي إلى أن هذه هي الطريقة التي يتقدم بها العلم غالبًا. يقول: "الحياة هكذا".

نهاية Finkbeiner & # 8217s السعيدة للقصة تكمن في المستقبل. & # 8220 ملاحظات المستقبل مايو يعطى بعض الأجوبة ، & # 8221 تحلم.

جرب هذا العذر في المنزل أو في العمل. سوزي ، غرفة أنت & # 8217re فوضى. أنا & # 8217m رعاية حياة الفوضى من هذا القبيل. جون ، تقريرك لم يتبع تعليماتي. إنها الحياة الغريبة من هذا القبيل. ميكانيكي ، أنت تضع الأجزاء في أماكن خاطئة. إنه مفكك ، لكن الحياة هكذا. المحامي ، أنت & # 8217re تختلق الأشياء. إنها & # 8217s مخصصة ، لكن الحياة من هذا القبيل. ديكور المنزل ، لقد دمرت غرفة معيشتي. لم تعد جميلة ، لكن الحياة هكذا. بني ، لماذا حصلت على & # 8220F & # 8221 على ورقتك؟ حصلت على بعض الأشياء بشكل صحيح. أيها المحاسب ، ما هذه القيود الغريبة التي وضعتها في دفتر الأستاذ؟ هذا يتطلب شرحا! هم & # 8217re ليست طيورك النمطية ربما بعضها مثل طيور البطريق. أيها العالم ، كل ما قلته خطأ. قد تعطي الملاحظات المستقبلية بعض الإجابات.

نيل تايسون ، ماذا ستقول عن هذا المقال؟ أين وضعيتك الآن؟

تزداد خطورة هذه المقالة خطورة عندما تتذكر أن علماء نشأة الكون العلمانيين باعوا سيناريو خاطئًا لعدة قرون منذ لابلاس ، والذي تم طرحه بلا توقف لعقود من خلال الأعمال الفنية والكتب المدرسية والأفلام الوثائقية التلفزيونية التي استخدمت هذه النظرية التي تم فضحها لدعم الجزيئات- إلى- سيناريو الرجل ، من المفترض أنه يوضح سبب تفوق العلم على الدين. سوف نأخذ تكوين 1: 1 في أي يوم فوق هذه الفرضية الغامضة المزيفة.

لقد أتيحت لهم الفرصة & # 8217. امنح رواة القصص الماديين الحذاء. الأرض كوكب متميز (5/24/11) في نظام شمسي مصمم حيث يقودنا الدليل. يمكن تفسير الكواكب خارج المجموعة الشمسية على أنها المنتجات النهائية للعمليات المدمرة ، وليس العمليات الإبداعية. التصميم واضح في كل مكان مثل إبداعنا ، فنحن نتمسك بهذه الحقائق لتكون بديهية بين الكائنات العقلانية على الأرض الخضراء لله.


شاهد الفيديو: ماذا يحدث لو أشعلنا النار على المشتري و الكواكب الغازية (شهر اكتوبر 2021).