آزمایشات همراه با قابلیت های شبیه سازی پیشرفته، نشانگر این است که نیروهای الکتریکی می توانند رفتار و تشکیل کهکشان های مارپیچی را بدون توسل به دیدگاه گرانشی رایج ما توضیح دهند.

بسیاری از اساسی ترین معما های علم نجوم، در صورت بررسی و در نظر گرفتن نقش پلاسما در نجوم، جواب خود را در  پیدا می کنند. فرد هویل ستاره شناس مشهور در خلاصه ای از پرسش های بی پاسخ پرسید که چرا اجرام کیهانی به دور خود می چرخند؟ که آزمایش های پلاسما نشان می دهد که چرخش به دور خود یک امر طبیعی از برهم کنش جریان های الکتریکی در پلاسما است. جریان ها می توانند برای تشکیل ستارگان و کهکشان های در حال چرخش ماده را با هم فشرده کنند. یک مثال خوب کهکشان های مارپیچی هستند که در همه جا حضور دارند، که یک جرم قابل پیش بینی برای دشارژ در مقیاس کیهانی هستند. مدل های کامپیوتری از دو رشته جریان در تعامل با هم در یک پلاسما، در واقع جزییات بیشتری از کهکشان های مارپیچی را نمایان می کند، در حالی که مدارس گرانشی باید بر ماده ی نامریی تاریک که در هر جایی که نیاز به توضیح به وسیله ی مدل خود دارند، تکیه کنند.

تصویر بالا، کهکشان مارپیچی M81 یکی از اولین تصاویری است که توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا گرفته شد، ابزاری که می تواند از میان ابرهایی از گردوغبار و پلاسما که دید تلسکوپ های متداول را مسدود کرده اند، امواج بسیار ضعیف مادون قرمز یا گرما را آشکار سازی کند. در نتیجه تصویر بالا از وضوح بالایی برخوردار است.

در زیر این تصویر ما تصاویری از شبیه سازی کامپیوتری توسط کیهان شناس پلاسما، آنتونی پرات قرار داده ایم، که تکامل ساختار های کهکشانی تحت تاثیر جریان های الکتریکی را نشان می دهد. از طریق اثر تنگش (Pinch)، جریان های موازی برای تشکیل ساختار های مارپیچی همگرا می شوند.

برای مشاهده ارتباط میان آزمایش های پلاسما و شکل گیری های پلاسمایی در فضا، درک مقیاس پذیری پدیده های پلاسما ضروری است. در شرایط مشابه، دشارژ پلاسما صرف نظر از اندازه این رویداد شکل گیری های مشابهی را تولید خواهد کرد. الگوهای پایه ای مشابه در سطوح آزمایشگاهی، سیاره ای، ستاره ای و کهکشانی دیده می شوند. یک جرقه که برای چند میکروثانیه در آزمایشگاه دوام می آورد ممکن است در مقیاس های ستاره ای یا سیاره ای سال ها و یا برای چندین میلیون سال در مقیاس های کهکشانی ادامه داشته باشد.

آزمایش های پلاسما، با پشتیبانی شبیه سازی کامپیوتری از دشارژ پلاسما در حال تغییر تصویر ما از فضا هستند. برای مثال، دانشمندان پلاسما بدون توسل به داستان های عامه پسند اخترفزیک مدرن (سیاه چاله ها) قادر به تکرار فرآیند تکاملی ساختار های کهکشانی به دو صورت تجربی و شبیه سازی کامپیوتری هستند. ستاره شناسان سیاهچاله ای فوق العاده فشرده به عنوان مرکز کهکشان ها لازم دارند چراکه بدون سیاهچاله معادلات گرانشی نمی توانند حرکات مشاهده شده و فعالیت های پر انرژی را توجیه کنند. اما اگر با یک دیدگاه ناشی از فیزیک پلاسما کهکشان را بررسی کنیم به طور معمول به این اثرات دست می یابد.

ترجمه فرزین حسینی

منبع:

Plasma Galaxies – Translator: Farzin Hossaini