Exploding double-layer CRL 618. Credit: Susan Trammell (UNC), HST, ESA, NASA.

رشته های متقاطع از یک ستاره غول قرمز در حال انبساط دیده می شوند. آیا آنها گاز داغ هستند و یا جریانی از ذرات باردار؟

جت های پیچیده ای از مواد به شکل حلقه، گره، و جریان های مارپیچیاز گازهای درخشان از CRL 618 خارج می شوند. شکل کلی به اصطلاح “سحابی سیاره ای” دو جت غول پیکر و دوشاخه در حال ظهور از ستاره را که نشان دهنده ی شکل مارپیچی در ابتدا است نشان می دهد.

با توجه به غالب نظریه ها، ستاره های غول سرخ منبسط می شوند زیرا بیشتر هیدروژن اولیه آنها “سوزانده” شده و وارد مرحله دیگری از زندگی می شوند، که مصرف هلیوم است، هلیومی که در واکنش های همجوشی هسته ای ایجاد شده اند. همانطور که اتم هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود هلیوم (که سنگین تر از هیدروژن است) در هسته ی ستاره ای فرو می رود، جایی که در آن بیش از میلیون ها یا بیلیون سال انباشته می شود.

هنگامی که ستاره تقریبا سوخت هیدروژن خود را تمام کرد، منقبض می شود زیرا فشار تابشی دیگر برای غلبه بر نیروی گرانشی موثر نیست ، نیروی گرانشی که همواره برای منبسط شدن سطع تلاش می کند ولی سطح منقبض می شود. درحالی که انقباض ادامه می یابد فضار داخلی بالا می رود و ستاره بار دیگر گرم می شود تا زمانی که گرمای کافی برای چرخه هلیوم کربن فراهم شود. به طوری که تابش انرژی تولید شده از همجوشی هلیوم می تواند ستاره را تا مرحله غول سرخ شدن منبسط کند.

پس از اینکه مواد هسته ای ستاره به مرحله ای رسیدند که دیگر نمی توانستند عناصر سنگین تر تولید کنند، مدل فعلی تکامل ستاره ای پیش بینی می کند که ستاره لایه های خارجی خود را روشن می کند و گرمای آن را آزاد می سازد هسته ی متراکم به تدریج کوتوله سفید می شود. در این پیشروی، حجم بسیار زیادی از گاز و غبار درخشان اطراف ستاره ، اغلب تشکیل گردباد مارپیچی یا به شکل رشته بافته شده می دهند و شکلی شبیه به اسباب بازی های slinky به خود می گیرند و بین تئوریسین های مدل الکتریکی به عنوان جریان بیرکلند شناخته می شوند.

تخلیه الکتریکی در پلاسما یک غلاف مغناطیسی لوله مانند در امتداد محور آن ایجاد می کند. اگر به اندازه کافی جریان از طریق مدار باشد، تخلیه الکتریکی باعث می شود تا غلاف بدرخشد، گاهی هم باعث ایجاد تعداد دیگری غلاف در درون آن می شود. غلاف “دو لایه” نامیده می شود. دولایه ها هنگامی که بارهای مثبت در یک ناحیه از ابر پلاسما و بارهای منفی در ناحیه در همان نزدیکی هستند ایجاد می شوند. میدان الکتریکی قدرتمندی بین دوناحیه پدید می آید که ذرات باردار را شتاب می دهد. بارهای الکتریکی مارپیچی در میدان مغناطیسی اشعه ایکس، ماوراء بنفش شدید و گاهی گاما تابش می کند.

در تصویر CRL 618 دولایه درخشان است، که در معرض مرزهای مشخص بین غلاف ها. از زمانی که جریان های الکتریکی در طول غلاف ها جریان می یابند، رشته ها (جریان های بیرکلند) در مسافت های طولانی یکدیگر را جذب می کنند ولی هنگامی که خیلی نزدیک می شوند یکدیگر را دفع می کنند. به جای یکی شدن آنها به دور یکدیگر پیچ و تاب می خورند، در نهایت بصورت خطوط انتقال الکتریکی طولانی در فضا رشد می کنند. سحابی سیاره نما بنابراین باید به عنوان لوله هایی با طول چندین سال نوری باشند که دچار تخلیه الکتریکی گاز شدند.

ذیذگاه توافقی سحابی های سیاره نما بر اساس امواج شوک انفجاری از طریق ابرهایی از گاز داغ است. از زمانی که وقایع گرمایی و جنبشی بی نظم هستند، با این تعریف هر نوری که از این وقایع می آید باید فرکانس های چند گانه را نشان دهد. گرچه، در CRL 618 بالای ۹۰% نور دیده شده در یک محدوده کوچکی از فرکانس است و عمدتا از اکسیژن یونیزه است.

همانطور که هانس آلفون مشاهده کرد، جهان، به زمین بازی تئوری پردازان تبدیل شده است، کسانی که هیچگاه پلاسما در آزمابشگاه ندیده اند. بسیاری از آنها هنوز هم به فرمول هایی که ما از تجربیات آزمایشگاهی می دانیم اشتباه است اعتقاد دارند.

آلفون آن نقطه از زندگی اش را خاطرنشان کرد: مفروضات اساسی کیهانشناسان امروز با پیچیده ترین روش های ریاضی توسعه یافته و تنها پلاسما زیبایی این نظریات را درک نمی کند و از آنها پیروی نمی کند.

استفان اسمیت

ترجمه: فرشته معماریان

A Twist of Plasma

Translator: Fereshteh Memarian