فضای بین ستاره‌ای چیست؟

فضای بین ستاره‌ای، فضای بین ستاره‌ها بوده و این فضا “خالی” نیست ، اما به طور کلی، به همان اندازه که می‌توانید به خلا مطلق نزدیک شوید. ابرهای مولکولی مکانهایی در فضای بین ستاره‌ای هستند که مواد با چگالی بیشتر در آنها جمع می‌شود. در درون این ابرها، ستاره‌ها و سیارات جدید متولد می‌شوند

 

شاید تعجب کنید که بدانید فضای بین‌ستاره‌ای تنها خلا نیست. مملو از گازها، عناصر و گرد و غبار است – مطمئناً بسیار نازک پخش شده است – اما اجزای سازنده ستارگان و سیارات است.

 

در این تصویر مادون قرمز از تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا، بادهایی که از یک ستاره سریع حرکت می‌کنند (Zeta Ophiuchi) در حال ایجاد موج در گرد و غبار در فضای بین‌ستاره‌ای هستند. تصویر از ناسا.

 

 

فضای بین ستاره‌ای – فضای بین ستاره‌ها – فقط فضای خالی نیست. بسیاری “چیزهای” خارجی وجود دارد، از جمله هیدروژن (70٪) و هلیوم (28٪)، که در انفجار بزرگ ایجاد شده و جهان ما را به حرکت درمی‌آورد. 2٪ دیگر “مواد” موجود در فضای میان‌ستاره‌ای گازهای سنگین و گرد و غبار است که متشکل از عناصر دیگر ساخته شده در داخل ستاره‌ها است و توسط ابرنواخترها به درون فضا می‌ریزد. مواد موجود در فضای بین‌ستاره‌ای بسیار گسترده است. در بعضی جاها نسبت به جاهای دیگر چگالتر است، اما چگالی معمول آن حدود یک اتم در سانتی‌مترمکعب است. هنوز هم متراکم‌ترین مناطق فضای‌ میان‌ستاره‌ای در مقایسه با هوای خاکی ما خلا محسوب می‌شود.

 

خورشید ما شرایط اطراف منظومه شمسی را کنترل می‌کند، اما خارج از آن فضای بین‌ستاره‌ای وجود دارد و همه آنچه در آن قرار دارد.

 

ستاره‌شناسان این فضای بین ستاره‌ها را محیط میان‌ستاره‌ای می‌نامند.

نمودار منظومه شمسی که سیارات، هلیوپوز و فضای بین‌ستاره‌ای را نشان می‌دهد. اعداد نشان داده شده واحدهای نجومی (AU) هستند، جایی که 1 واحد بین‌المللی فاصله بین خورشید و زمین است. تصویر از NASA / JPL-Caltech.

بیشتر محیط بین‌ستاره ای از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است – گاز بین‌ستاره‌ای – اما حدود 2٪ عناصر سنگینتر و گرد و غبار هستند. تصویر از گروه آزمایش پلاسمای فضایی دانشگاه نیوهمشایر.

 

چرا فضای بین ستاره ای مهم است؟

محیط بین‌ستاره ای جایی است که ستاره‌ها ساخته می‌شوند. بدون آن، ما وجود نخواهیم داشت. اگر لکه‌های ضخیم و نازکی وجود نداشته باشد که به لکه‌های ضخیمتر تبدیل شده و در نهایت به ستاره تبدیل می‌شوند، کل جهان فقط ابری از گاز خسته کننده، سرد و بی‌روح خواهد بود.

 

قسمتهای ضخیم محیط بین‌ستاره‌ای را ابرهای مولکولی می‌نامند – که اغلب به آنها زادگاه ستاره‌ای می‌گویند – مکانهایی که ستاره‌ها متولد می شوند. اولین ستاره‌ها سیاره نداشته‌اند زیرا در فضای بین‌ستاره‌ای هیچ ماده‌ای فراتر از هیدروژن و هلیوم وجود نداشته است. اما، در طول میلیاردها سال از تاریخ جهان ما، این روند تغییر کرده است.

 

این روند تغییر کرد زیرا ستارگان به طور فزاینده‌ای عناصر پیچیده‌تری در فضای داخلی خود ایجاد می‌کنند. وقتی پرجرم‌‌ترین ستارگان پیر می‌شوند و می‌میرند، به صورت ابرنواختر منفجر می‌شوند و عناصر خود را در فضای بین‌ستاره‌ای آزاد می‌کنند. بنابراین امکان تشکیل ستارگان با سیارات و حداقل یک سیاره‌ای  بوجود می‌آید که ما آن را می‌شناسیم، یعنی زمین، که می‌تواند موجودات زنده‌ای را داشته باشد.

 

با توجه به محتویات فضای بین ستاره‌ای و روند بوجود آمدن ستاره‌ها و سیارات، به نظر می‌رسد که سایر سیارات نیز دارای موجودات زنده باشند.

مهد کودک ستاره‌ای

این نمای جذاب از یک مهد کودک دیدنی و مشهور IC 2944 برای جشن یک نقطه عطف بزرگ یعنی 15 سالگی تلسکوپ بسیار بزرگ ESO منتشر شد. این تصویر همچنین گروهی از ابرهای غبار غلیظ را نشان می‌دهد و در برابر گاز درخشان سحابی صورتی کم رنگ نقش بسته‌اند.

 

خورشید ستاره محلی ماست. عرض آن حدود 870000 مایل (1.4 میلیون کیلومتر) است، قطر آن تقریباً 100 برابر بیشتر از سیاره زمین است. برای پر کردن حجم خورشید بیش از 965000 زمین طول می‌کشد. زمین یکی از سیارات کوچکتر در منظومه شمسی است.

 

جریانی از ذرات باردار از لایه‌های بالایی جو خورشید سرچشمه می‌گیرد. این جریان ذرات به عنوان باد خورشیدی شناخته می‌شود. خورشید – و باد خورشیدی آن – نوعی حفره معروف به هلیوسفر ایجاد می‌کنند که کل منظومه شمسی ما را می‌پوشاند. هلیوسفر مانند یک بالون است، با خورشید و سیارات ما در داخل بالون قرار دارد. خارج از هلیوسفر فضای بین‌ستاره‌ای واقع شده است.

 

نپتون، دورترین سیاره اصلی منظومه شمسی ما، 30 برابر زمین از خورشید فاصله دارد. ما فاصله زمین تا خورشید را یک واحد نجومی (AU) می‌نامیم، بنابراین نپتون در فاصله 30 AU قرار دارد.

 

لبه هلیوسفر چهار برابر و در حدود 120 AU است.

 

هلیوسفر در حال حرکت در فضای کهکشان راه شیری است. هنگامی که حرکت می‌کند، بخشی از هلیوسفر که رو به مرکز کهکشان ما قرار دارد، فشار بیشتری نسبت به طرف رو به جلو دریافت می‌کند.

 

مقایسه اندازه زمین و خورشید. تصویر از  SFWriterFiverr.

 

تصویری از منظومه کوچک خورشیدی ما، احاطه شده توسط هلیوسفر که هنگام حرکت در فضا کشیده می‌شود.

تصویری از موقعیت فضاپیماهای ویجر 1 و ویجر 2 – دورترین فضاپیماهای زمینی – اکنون هر دو در خارج از هلیوسفر، در فضای بین‌ستاره‌ای هستند. وویجر 1 در آگوست 2012 از هلیوپوز یا لبه هلیوسفر عبور کرد. وویجر 2 در نوامبر 2018 در حال حرکت در جهتی دیگر، از قسمت دیگری از هلیوپوز عبور کرد. به نظر می‌رسد “به نوعی نفس می کشد” که به میزان فعالیت خورشید مربوط می‌شود، وقتی خورشید فعال است بزرگتر می‌شود و در هنگام ساکت شدن نیز کوچک می‌شود. تصویر از ناسا.

 

احتمالاً هر ستاره‌‌ای حباب خود را در اطراف خود ایجاد می‌کند. در لبه‌های همه این بیلیونها “هلیوسفر”، ستاره‌ها با نشت ذرات و تابش الکترومغناطیسی به فضا، باعث تغذیه بیشتر محیط بین‌ستاره‌ای می شوند.

 

هنگامی که از لبه داخلی هلیوسفر عبور کردید، منطقه‌ای وجود دارد به نام ضربه خروجی است.

 

سرانجام به هلیوپوز وارد می‌شوید، منطقه‌ای که فشار داخلی اثر خورشید با فشار خارجی محیط بین ستاره ای متعادل می‌شود. جایی که شما بالاخره وارد فضای بین ستاره‌ای می‌شوید که بسیار ساکت است.

 

درباره آن “خلا” فضا …

وقتی ما در مورد فضا صحبت می‌کنیم ، غالباً به خلا  فکر می‌کنیم جایی که مطلقا چیزی برای تنفس ما وجود ندارد. جو زمین در سطح دریا کاملاً ضخیم است. بسیار بالاتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) امتداد دارد، اما آنقدر نازک است که بعد از چند صد کیلومتر، تقریباً انگار آنجا نیست. اتمسفر زمین ممکن است در نهایت در حدود 6700 مایل (10800 کیلومتر) بالاتر از سطح زمین یا بالاتر پایان یابد.

 

روی زمین در سطح دریا، یک سانتی متر مکعب هوا 000،000،000،000،000،000،000 30 مولکول در خود دارد، یا می‌توانیم بگوییم 3 با 19 صفر بعد از آن، اما برای راحتی کار، آن را 3 برابر 10 ^ 19 می‌نویسیم. بنابراین در حجم کمی کمی کوچکتر از یک قالب معمولی، مقدار غیرقابل توصیفی مولکول وجود دارد.

هر ضلع این قالب 1.5 سانتی‌متر است، بنابراین کمی بزرگتر از آن است که 10 ^ 19 مولکول هوا را در سطح دریا یا 1 اتم در فضای بین‌ستاره‌ای را نگه می‌دارد. اعتبار عکس: تی ویگرت

 

در قله اورست کمی بیش از 10 ^ 18 مولکول در همان حجم وجود دارد و در ارتفاعISS   350~ کیلومتر بالاتر)، فقط 1 میلیون (10 ^ 6) مولکول در سانتی‌متر مکعب وجود دارد – و همین امر برای جو نازک ماه صدق می‌کند.

 

در مقایسه، فضای بین‌ستاره‌ای به طور متوسط ​​فقط حدود 1 اتم در سانتی‌متر مکعب دارد، اگرچه این تعداد از 100000 تا کمتر از 0.01 متفاوت است، بسته به این که در یک ابر مولکولی باشید یا در فضای بین ابرها باشید. در هر صورت تقریباً همانطور می‌توانید به خلا مطلق نزدیک شوید (بدون احتساب فضای بین کهکشانی که تعداد حتی کمتر است…).

لایه‌های جو زمین. گرافیک از  NOAA.

 

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

What is interstellar space?

Posted by EarthSky in ASTRONOMY ESSENTIALS | SPACE | October 10, 2020

https://earthsky.org/astronomy-essentials/definition-what-is-interstellar-space

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *