هانس اولوف گوستاو آلفون متولد ۳۰ مه سال ۱۹۰۸ در نورکوپینگ سوئد، درگذشت ۲ آپریل ۱۹۹۵ در جورشلم سوئد می‌باشد. آلفون سوئدی به عنوان یکی از بنیانگذاران و پدران فیزیک پلاسما و کاربردهای پلاسما در فیزیک فضا به شمار می‌رود. او اکتشافات و خدمات زیادی در زمینه پیش‌برد پلاسما در علوم زمین و پلاسمای کیهانی انجام داد. فعالیت‌های آلفون در زمینه توسعه نظریه مگنتوهیدرودینامیک منجر به اخذ جایزه نوبل فیزیک در ۱۹۷۰ شد.

وی در ابتدا در رشته مهندسی برق مشغول به تحصیل بود اما بعد از آن به پژوهش و تدریس فیزیک پلاسما پرداخت، تحقیقات آلفون در زمینه کاربردهای پلاسما در فیزیک فضا و نجوم شامل ایجاد و بسط تئوری‌هایی در زمینه شفق‌های قطبی، کمربندهای ون‌آلن، تاثیر طوفان‌های مغناطیسی بر میدان مغناطیسی زمین، میدا‌ن‌های مغناطیسی و الکتریکی در پلاسمای کیهانی، مغناطیس زمین و نقش پلاسما در فیزیک کهکشان است.

معرفی

در سال ۱۹۳۷ آلفون برای اولین بار ادعا کرد که اگر پلاسما حالت ماده غالب در جهان باشد، جریان‌های الکتریکی در کیهان وجود دارند که می‌توانند میدان مغناطیسی کهکشانی ایجاد کنند. بعد از اخذ جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۰، در سخنرانی نوبل خود او تاکید کرد که:

“برای درک پدیده‌ها در فضایی که پلاسما در آن غالب است، لازم است نه تنها میدان مغناطیسی، بلکه میدان الکتریکی و جریان‌های الکتریکی هم مورد بررسی قرار گیرند. فضا با شبکه‌ای از جریانات پر شده است که این شبکه انرژی و حرکت را در فاصله‌های بسیار دور نیز منتقل می‌کند. جریان‌ها اغلب به ساختارهای جریان رشته‌ای یا جریان سطحی تنگش پیدا می‌کنند و به فضای میان‌ستاره‌ای، میان‌کهکشانی یا به صورت ساختار سلولی به فضا می‌روند.”

در سال ۱۹۷۴ او فعالیت‌های پژوهشی خود را روی شفق‌های قطبی منطبق با میدان جریان‌های الکتریکی آغاز کرد، فعالیتی که پایه و بنیان آن مدت‌ها قبل توسط کریستین بیرکلند گذاشته شده بود. پژوهش‌های آلفون مبتنی بر داده‌های ماهواره‌ای بود که تئوری بیرکلند را تایید می‌کرد.

آموزش و تحصیلات

آلفون دکترای خود را در سال ۱۹۳۴ از دانشگاه اوپسالای سوئد دریافت کرد، آلفون در دوره دکترا از رساله خود با عنوان “بررسی امواج الکترومغناطیسی بسیار کوتاه” دفاع کرد، در همان سال او در دانشگاه‌ محل تحصیل خود به عنوان استاد فیزیک مشغول به کار بود و همچنین به طور همزمان در موسسه تحقیقاتی فیزیک نوبل استکهلم نیز به تدریس فیزیک مشغول بود. در سال ۱۹۴۰ به مرتبه استاد تمامی (پروفسور) فیزیک موسسه تحقیقاتی سلطنتی سوئد در استکهلم در زمینه تئوری الکترومغناطیس و اندازه‌گیری‌های الکتریکی رسید. در سال ۱۹۴۵ وی سمت غیر انتصابی علمی “کرسی الکترونیک” را از آن خود کرد، که در سال ۱۹۶۳ عنوان وی به “کرسی دار فیزیک پلاسما” تغییر کرد. در سال ۱۹۶۷ سوئد را ترک کرد و مدتی را در شوروی سابق به سر برد و از آن‌جا به امریکا رفت و به طور همزمان در دپارتمان‌های مهندسی برق دانشگاه‌های کالیفرنیا – سن دیگو و کالیفرنیای جنوبی به تدریس و پژوهش پرداخت.

آلفون در درجه اول خود را یک مهندس برق می‌دانست. تا پیش از کسب جایزه نوبل کسی آلفون را به عنوان یک متفکر برجسته در جامعه علمی جهانی لحاظ نمی‌کرد و با ورود کردن به دنیای کیهان‌شناسی و اخترفیزیک، آن هم ورود به فضاهایی که تا زمان خود منجمین حرفه‌ای به آن وارد نشده بودند مورد توبیخ جامعه اخترفیزیکدانان و کیهان‌شناسان زمان خودش قرار گرفت.

مشارکت‌ها

کار آلفون بری مدت‌ها توسط دانشمند ارشد فیزیک فضا، سیدنی چاپمن مورد بحث قرار گرفت، آلفون تا مدت‌ها به ندرت مورد پذیرش و توجه دانشمندان بود، او یک بار مقاله‌ای را درباره طوفان‌های مغناطیسی و شفق‌های قطبی به “ژورنال امریکایی مغناطیس زمین و الکتریسیته اتمسفری” ارسال کرد، اما مقاله وی به دلیل این که با فیزیک محاسباتی زمان خود نامتعارف بود مورد پذیرش قرار نگرفت و پس فرستاده شد. این گونه برخوردها با آلفون تا جایی پیش رفت که بسیاری از فیزیکدانان او را به عنوان فردی با عقاید نامعقول مورد خطاب قرار می‌دادند. استفان جی بروش درباره آلفون نوشت: “….او همچنان به عنوان یک مهاجر بیرون از خانه باقی ماند و حتی بعد از کسب جایزه نوبل نیز تنها احترام تعداد کمی از دانشمندان زمان خودش را به دست آورد و اغلب به وی تحمیل می‌شد که مقالات خود را در ژورنال‌های رده پایین منتشر کند.” آلفون خود در این زمینه می‌گوید:

“وقتی من پدیده‌های پلاسما را منطبق بر این فرمول ارائه می‌کنم، بیش‌تر داوران چیزی را که می‌گویم درک نمی‌کنند و مقالاتم را رد می‌کنند. با توجه به سیستم داوری علمی که در ایالات متحده حاکم است، این به این معنی است که مقالات من به ندرت توسط ژورنال‌های معتبر امریکایی منتشر می‌شوند.”

آلفون علاوه بر نوبل فیزیک در سال ۱۹۸۸ برنده مدال “بووی” انجمن ژئوفیزیک امریکا شد، این مدال به دلیل تحقیقات وی روی دنباله‌دارها و پلاسمای منظومه‌شمسی به وی اهدا شد. آلفون یکی از معدود دانشمندان غیر روس و غیر امریکایی است که همزمان در آکادمی‌های علوم امریکا و شوروی عضویت داشته است.

تحقیقات

آلفون به عنوان بازیگر اصلی تحقیقات در زمینه‌های زیر در فیزیک محسوب می‌شود:
فیزیک پلاسما
باریکه ذرات باردار
فیزیک میان‌سیاره‌ای
فیزیک مگنتوسفر
مگنتوهیدرودینامیک
پدیده‌های خورشیدی به خصوص بادهای خورشیدی
علوم شفقی
در سال ۱۹۳۹ آلفون تئوری طوفان‌های مغناطیسی و شفق‌های قطبی و تئوری دینامیک پلاسمای مگنتوسفر زمین را ارائه داد

تحقیقات آلفون در زمینه فیزیک فضا:
تئوری کمربندهای ون‌آلن
کاهش میدان مغناطیسی زمین در طوفان‌های مغناطیسی
مگنتوسفر
ساختار دم دنباله‌دارها
ساختار منظومه‌شمسی
دینامیک پلاسمای کهکشانی
ماهیت اساسی کیهان

تحقیقات آلفون ادامه نگاه بنیانگذار فیزیک مگنتوسفر، کریستین بیرکلند بود که در اواخر قرن ۱۹ رفتار مگنتوسفر زمین و ایجاد شفق‌های قطبی را به دلیل جریان‌های الکتریکی مگنتوسفری می‌دانست.

تحقیقات آلفون در راستای تکنولوژی:
شتاب‌دهنده‌های باریکه ذرات
کنترل گداخت ترموهسته‌ای
پرواز‌های فراصوت
پیش‌ران‌های راکت
سیستم‌های ترمزی فضاپیما

در اخترفیزیک:
میدان مغناطیسی کهکشانی
اثرات غیر گرمایی تابش رادیویی سینکروترون از چشمه‌های نجومی

نوسانات ضعیف پلاسمای هیدرومگنتیک به افتخار آلفون تحت عنوان “امواج آلفون” نامگذاری شده است. بسیاری از تئوری‌های آلفون که مورد مناقشه منجمین بود با پیش‌رفت دستگاه‌های اندازه‌گیری و اندازه‌گیری‌های مغناطیسی تا اواخر دهه ۸۰ میلادی به تایید رسیدند. اما آلفون به این قضیه منتقد بود که جایگاه پلاسما در کتاب‌های درسی اخترفیزیک ضعیف است:

“یک مطالعه از تعداد کتاب‌های رفرنس اصلی تدریس اخترفیزیک که مفاهیم مهمی همچون دولایه‌ها، سرعت بحرانی، پدیده‌های تنگش و مدار را مورد بحث قرار می‌دهد انجام شده است. نتیجه آن بود که دانشجویان از نقش این پدیده‌ها در اخترفیزیک در حالی به طور کامل غافل هستند که این پدیده‌ها بیش‌تر از نیم قرن است شناخته شده‌اند.”

آلفون گزارش داد که ۱۷ کتاب رفرنس درسی اصلی اخترفیزیک را مورد بررسی قرار داده که هیچ‌یک از آن‌ها پدیده‌های تنگش و سرعت بحرانی یونیزاسیون را بررسی نکرده فقط دو تای آن‌ها مدار و سه تای آن‌ها دولایه‌ها را نام برده‌اند.

کیهان‌شناسی آلفون

آلفون و همکارانش یک تئوری کیهان‌شناسی جایگزین را ارائه کردند و به همراهی اسکار کلین مدل کیهان‌شناسی کلین-آلفون را ارائه کرد. آلفون بر این عقیده بود که مشکل تئوری بیگ‌بنگ این است که اخترفیزیکدانان مبدا آن و مبدا جهان را با استناد به معادلات ریاضی روی تخته‌سیاه به دست آورده‌اند. به عقیده او بیگ‌بنگ اسطوره و افسانه‌ای بود که برای تبیین خلقت جهان ارائه شده است.

سال‌های آخر

در سال ۱۹۹۱ آلفون با درجه استاد تمامی (پروفسور) در رشته مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا – سن دیگو و فیزیک پلاسما موسسه تحقیقاتی سلطنتی استکهلم سوئد بازنشست شد. آلفون بیش‌تر زندگی خود را در حال تردد بین امریکا و سوئد گذراند و در سن ۸۶ سالگی درگذشت.

سیارک ۱۷۷۸ آلفون به افتخار وی نامگذاری شده است، دلیل این نامگذاری نقش آلفون و سهم برجسته علمی او در درک پدیده‌های پلاسما در منظومه‌شمسی و سایر مقیاس‌های کیهانی بود.

زندگی شخصی

آلفون شوخ طبع بود و بیان طنز داشت، فعال اجتماعی بود در جنبش‌های خلع سلاح جهانی مشارکت و عضویت داشت. نسبت به رایانه‌ها و بروکراسی کامپیوتری بی‌اعتمادی خاصی داشت. علاوه بر مهندسی برق و فیزیک پلاسما، در رشته‌های تاریخ علم و فلسفه و ادیان شرقی نیز تحصیلات مقدماتی داشت. به زبان‌های سوئدی، انگلیسی، آلمانی، فرانسوی و روسی تسلط کامل داشت و تا حدی اسپانیایی و چینی می‌دانست.

آلفون ۶۷ سال با همسرش کیرستن زندگی کرد، آن‌ها چهار دختر و یک پسر داشتند، پسرش هم اکنون به عنوان یک فیزیکدان در سوئد مشغول به فعالیت است، یکی از دخترهایش نویسنده و دیگری وکیل و همگی ساکن سوئد هستند.

افتخارات

۱۹۴۷: عضویت در آکادمی علوم سلطنتی سوئد
۱۹۴۷: عضویت در آکادمی علوم مهندسی سلطنتی سوئد (استعفا در ۱۹۸۰)
۱۹۵۸: عضو خارجی آکادمی علوم شوروی
۱۹۶۲: عضویت در آکادمی علوم و هنرهای امریکا
۱۹۶۵: اخذ مدرک دکترای افتخاری علوم از دانشگاه نیوکاسل
۱۹۶۶: عضو خارجی آکادمی علوم امریکا
۱۹۶۷: مدال طلای انجمن نجوم سلطنتی سوئد
۱۹۷۰: نوبل فیزیک
۱۹۷۱: مدال لومونوسف آکادمی علوم شوروی
۱۹۷۱: مدال طلای موسسه فرانکلین
۱۹۷۲: عضو خارجی انجمن ملی علوم هند
۱۹۷۴: عضو خارجی آکادمی علوم یوگسلاوی
۱۹۷۷: اخذ دکترای افتخاری از دانشگاه آکسفورد
۱۹۸۰: عضو خارجی انجمن سلطنتی انگلستان
۱۹۸۵: اخذ دکترای افتخاری از دانشگاه استکهلم
۱۹۸۷: مدال طلای بووی، انجمن ژئوفیزیک امریکا
۱۹۹۴: مدال دیراک، دانشگاه ولز جنوبی استرالیا و موسسه فیزیک استرالیا

اختراعات

دستگاه تیوب الکترون‌های فرکانس بالا
سیستم ایجاد درجه‌ حرارت‌های بسیار بالا
سیستم ذخیره انرژی two-vessel

مترجم: محمدرضا شفیع‌زاده

Hannes Alfven – Translator: Mohammad Reza Shafizadeh

طرفداران جهان الکتریکی بر این باورند که کهکشان‌ها مانند دستگاهی (موتور هوموپولار) که مایکل فارادی بیش از صد سال پیش اختراع کرد، عمل می‌کنند. یک موتور هوموپولار توسط میدان مغناطیسی که ناشی از صفحه‌ی دایروی رسانای فلزی است کنترل می‌شود. صفحه‌ی فلزی بین دو قطب یک آهنربای مغناطیسی قرار گرفته است، که باعث می‎شود با یک آهنگ ثابت، متناسب با جریان ورودی به دور خود بچرخد. کنتور برقی که ماهانه قبض برق خانه‎های شما را محاسبه می‎کند، یک موتور هوموپولار است.

کشف الکترومغناطیس در ۱۸۲۰ توسط هانس اورستد بود که راه را برای اختراع فارادی هموار ساخت. در سال ۱۸۰۰، “پیل ولتا” ساخته الساندرو ولتا، یکی از باتری‌های اولیه، چشمان اورستد را به رابطه‌ی بین الکتریسیته و مغناطیس باز کرد. دستگاه ولتا از دسته ای از صفحات متناوب از جنس مس، روی و مقواهای آغشته به محلول نمک تشکیل شده بود او سیم‌های رسانایی را بالا و پایین این دسته از صفحاتی وصل کرد. هنگامی که دوسیم در یک مدار وصل شوند، جریان بار الکتریکی از طریق باتری برقرار می شود.

اورستد گزارش کرد که سوزن یک قطب نما هنگامی که به باتری شارژ  شده نزدیک ‌شود، منحرف می‌شود. مشاهدات او مبنی بر ارتباط الکتریسیته و مغناطیس با تحلیل‌های ریاضی اثر الکترومغناطیسی آندره آمپر منطبق شد، که منجر به آزمایش فارادی شد.

دستگاه فارادی متشکل از یک سیم، یک باتری و یک منبع جیوه بود. سیم به طور آزادانه از یک قلاب آویزان و فقط با جیوه در تماس بود. یک میله‌ی مغناطیسی به صورت عمودی در جیوه تعبیه شده و  به قطب منفی باتری متصل بود. قطب مثبت به قلابی که سیم را نگه داشته بود وصل شد. هنگامی که الکتریسیته در مدار از قطب مثبت به منفی عبور می‌کند، سیم مغناطیده شده و یک میدان مغناطیسی دایروی اطراف سیم ایجاد می‌شود، که به دور میله‌ی مغناطیسی داخل جیوه می‌چرخد.

فیزیکدان هلندی هندریک لورنتس دریافت که سرعت و بار یک ذره، و همچنین قدرت یک میدان مغناطیسی بر روی مسیر حرکت ذره تاثیر می‌گذارند. هنگامی که الکتریسیته از طریق دیسک رسانای موتور هوموپولار در یک میدان مغناطیسی جریان می‌یابد، یک نیرو روی بارها در رسانا عمل می‌کند که منجر به تولید گشتاور می‌شود. اثر گشتاور باعث می‌شود که دیسک حول نقطه‌ی محوری خود بچرخد. نیرویی که بر مسیر هر دو بردار حرکت ذرات باردار و نیروی اعمال شده، عمود است “نیروی لونتس” نامیده می‌شود.

اخترفیزیکدان هانس آلفون نظریه‌ی “کهکشان‌های الکتریکی” را درسال ۱۹۸۱ ارائه داد. آلفون (برنده جایزه نوبل) خاطر نشان کرد که کهکشان‌ها و حرکت آن‌ها به یک موتور هوموپولار شباهت دارد.

نزدیک کهکشان راه شیری، یک منطقه‌ی “مرموز” مکان رشته‌های درخشانی با ضخامت ۱ الی ۳ سال نوری و طول ۱۰ الی ۱۰۰ سال نوری است. کاوش‌های رادیو تلسکوپ‌های اخیر در این منطقه نشان می دهد که  وجود رشته‌ها با مناطق ستاره‌زایی در ارتباط است. آنچه این رشته‌ها را ایجاد کرده برای ستاره‌شناسان ناشناخته باقی مانده است.

در یک جهان الکتریک، “رشته‌های رادیویی غیر حرارتی” همان جریان‌های بیرکلند هستند که الکتریسیته را به سوی مناطق ستاره‌ساز و مرکز کهکشان هدایت می‌کنند. همانطورکه در بسیاری از مطالب سایت اشاره شده است، این الکتریسیته است که باعث تشکیل ستارگان و فعالیت‌های دیگر در فضا می شود. تمام مناطق ستاره‌زایی رشته‌های مشابهی را نشان می‌دهند اما آنها تنها با تاثیراتی که دارند قابل آشکارسازی هستند. نزدیک هسته‌ی کهکشان راه شیری، نیروهای الکتریکی متمرکز شده‌اند بنابراین رشته‌ها در نور مرئی می‌درخشند. آن رشته‌ها و میدان‌های الکترومغناطیسیشان عامل مسطح بودن کهکشان‌ها همراه با برآمدگی مرکزی هستند. آن‌ها مانند دیسک موتور هموپولار فارادی هستند.

همانطور که قبلا گفته شد، این ایده سرعت‌های مماسی کشف شده در ستارگان نزدیک نواحی بیرونی کهکشان ها و همچنین چرخش سریع خورشید به دور خودش در نواحی استوایی نسبت به نواحی با عرض بالاتر را توضیح می‌دهد.

ترجمه: فرزین حسینی

Motor Function

Translator: Farzin Hossaini

مقاله کیارش دانش، عضو پیوسته آذرخش پارسی با محور ستارگان نارس را به شما پیشنهاد میکنیم که چکیده آن را میتوانید از اینجا بخوانید.

همچنین لازم به ذکر است اولین پیل سوختی ساخت بشر، معروف به پیل بغداد یا پیل اشکانی است که میتوانید مطالب مرتبط به آن را از طریق اینترنت پیگیری کنید.

Credit: B. Riaz, C. Briceno, E. Whelan, S. Heathcote

ستارگان کوتوله‌ی قهوه‌ای، دسته‌ی دیگری از اجرام درخشان (ستاره‌سان) هستند که جت‌هایی از ماده تابش می‌کنند.

یک گزارش خبری، کشف خروج جتی از ماده را از یک ستاره‌ی کوتوله‌ی قهوه‌ای گزارش می‌دهد. یک ستاره‌ی کوتوله‌ی قهوه‌ای، نام خود را از آنجا می‌گیرد که برای حفظ برهمکنش‌های گداخت هسته‌ای هیدروژن و درخشیدن همانند ستاره‌های بزرگتر از خودش، بسیار کوچک است.

معمولا جت‌های موازی شده را نتیجه‌ی فروریختن گاز ستاره‌ای به درون میدان گرانشی مفروض از یک سیاه چاله می‌پندارند. بر اساس نظریات، همانطور که آنها به دور سیاه چاله در مدارهای نزدیکتری می‌گردند؛ ذرات به سرعت‌های بسیار زیادی شتاب‌دار می‌شوند که این باعث برخورد‌های شدید می‌گردد که می‌تواند پرتوهای X و دیگر تابش‌های فرکانس بالا را تولید کند. در نهایت، به نحوی این شتاب، یک جت رشته‌ای قوی ایجاد می‌کند.

منجمان همچنین ذرات یونیزه شده و پرتوهای X را از ستارگان متغیر کشف می‌کنند که به اندازه‌ی زیادی سازمان یافته شده‌اند. برای آنان، توصیف چیزهایی که کشف کرده‌اند سخت است چون همانگونه که قبلا اشاره شد؛ نظریه‌ی در دسترس این است که گاز و گرد و غبار، همانطور که به دور یک سیاه چاله می‌گردند؛ توسط برخوردها انرژی یافته و یونیزه می‌شوند. صرف نظر از این منبع، تنها یک نیرو وجود دارد که می‌تواند یک جریان ماده را در فواصل بسیار طولانی کنار هم حفظ کند و آن نیروی الکترومغناطیس است. تنها برای ایجاد محصور سازی الکترومغناطیسی، با الکتریسیته است.

عدم درک اینکه جریان بار الکتریکی، میدان‌های مغناطیسی ایجاد می‌کند؛ به مدل‌های بسیاری منجر گردیده است که پاسخ‌های ناقصی را برای مسائل انرژی و محصورشدگی آماده می‌کند. برنده‌ی جایزه‌ی نوبل، هانس آلفون، اشاره کرد که پلاسما برای توانایی و سلیقه‌ی ریاضیدانان، “بسیار بغرنج و ناشیانه” است. آن “اصلا برای نظریات زیبای ریاضیاتی مناسب” نیست و نیازمند تجربیات آزمایشگاهی است.

آلفون مشاهده کرد که جهان پلاسما، “تفریحگاه نظریه پردازانی شده است که هرگز یک پلاسما را در آزمایشگاه ندیده‌اند. بیشتر آنان هنوز به فرمول‌هایی باور دارند که ما نادرست بودن آنها را از تجربیات آزمایشگاهی می‌دانیم. ” وی اندیشید که فرض‌های اساسی کیهان شناسان “با روش‌های ریاضیاتی خیلی پیچیده‌ای توسعه یافته‌اند و تنها خود پلاسما است که درک نکرد زیبایی نظریات چگونه هستند و مطلقا از پیروی آنها امتناع کرد. ”

همانگونه که پیش از این نوشته شد؛ ستارگان گره‌هایی در جریان‌های الکتریکی هستند. انرژی الکترومغناطیسی آنها می‌تواند در ورقه‌های جریان استوایی اطراف آنها ذخیره شود تا زمانی که چند رویداد پر و خالی شدن باعث گردد آنها یک تخلیه قطبی را انتخاب کنند. جت الکتریکی انرژی الکتریکی خود را از یک شتاب دهنده‌ی ذرات طبیعی می‌تواند دریافت کند؛ یعنی یک دولایه‌ی پلاسمایی با یک میدان الکتریکی قوی. میدان‌های مغناطیسی حلقوی به خاطر تخلیه پلاسمایی قطبی شکل خواهند گرفت و به یک کانال باریک محدود خواهند شد.

تجزیه و تحلیل سیارات غول گازی و مطالعه‌ی ارتباط آنها با کوتوله‌های قهوه‌ای، طرفداران جهان الکتریکی را به این نظریه سوق داد که وجود جت‌ها ، مخصوصا با در نظر گرفتن اثرات الکتریکی بر سیاره‌ی مشتری و زحل ؛ محل شگفتی و تعجب نیست. هر دوی این سیارات غول، جنبه‌هایی الکتریکی را نمایش می‌دهند که اگر در نظر بگیریم که آنها توسط میدان‌های الکتریکی قوی‌تر انرژی‌دار شده باشند؛ رفتارشان به راحتی می‌تواند به رفتار کوتوله‌ی قهوه‌ای بسط یابند. افزایش جریان الکتریکی به این صورت را می‌توان نشانگر تخلیه‌های الکتریکی قوی‌تر و بیشتری مانند جت‌ها دانست.

ترجمه: میلاد حاج ابراهیمی

Brown Jets

شکلی که مشخصه‌ی بیشتر کهکشان هاست، اولین بار توسط هانس آلفون (Hannes Alfven) در سال ۱۹۸۱ توصیف شد.

تصویر زیر، شکلی است که آلفون پیشنهاد داد. این نمودار یک مقطع عمودی از یک شکل سه بعدی است. خط افقی در مرکز نمودار در‌واقع یک صفحه‌ی دایروی (دیسک) در سطح افقی است. زمانی که از لبه به این دیسک نگاه کنیم به این شکل خواهد بود، اما از روبرو، شبیه به تصویر آشنا از کهکشان های مارپیچی که اغلب مشاهده کرده ایم ، است. خطوط عمودی موازی که از مرکز کهکشان بیرون می‌آید(در راستای چرخش) نشان دهنده جریان الکتریکی در پلاسماست که گاهی به صورت «جت های کهکشانی» قابل مشاهده هستند.

دو حرف DL در نمودار نشان دهنده‌ی دولایه ها در جت‌های پلاسمایی است. DL ها شامل میدان الکتریکی قوی و همچنین منبع انشار امواج رادیویی هستند. دو شکل نامنظم در سمت چپ نمودار نشان دهنده‌ی «دو منبع رادیویی» که در بسیاری از کهکشان‌ها مشاهده شده است، می باشد. این‌ها ناشی از DL ها هستند. در برخی کهکشان ها این جت‌های پلاسما در وضعیت تاریک بوده و قابل مشاهده نیستند، در عوض تعدادی از آن نیز قابل مشاهده اند.

این تصویر قنطورس A است. جت پلاسما به وضوح در این تصویر قابل مشاهده است. بر اساس نظریه هالتون آرپ  که اختروش ها از مراکز کهکشان های سیفرت در راستای «محور ثانویه» (محور چرخش) گسیل می کنند، در این عکس نشان داده شده است. لازم به ذکر است که DL ها همچنین محل z-pinch های قوی ای هستند که می‌توانند مواد پراکنده را در نواحی متراکم تر فشرده سازند.

شکل کلی یک دیسک چرخان حامل جریان های الکتریکی در تعبیر آلفون با عنوان موتور مولد هموپولار  معرفی می شود. باید توجه داشت که دیسک افقی(بازوهای کهکشان) در جایی هستند که جریان I توزیع می یابد و چگالی جریان بیش‌ترین مقدار است. این جایی است که معمولاً ستارگان جمعیت I پیدا می شوند.

در بسیاری از کهکشان ها ساختار جت ها در نور مرئی قابل مشاهده و رصد نیستند. بنابراین تا زمانی که تکنولوژی رصد فروسرخ و ماهواره های رصد اشعه ایکس وجود نداشتند، این ویژگی‌ها ناشناخته باقی‌مانده بودند. در حال حاضر تصاویر زیادی از کهکشان ها وجود دارد که ساختار آلفون را نشان می دهند. تصویر زیر توسط تلسکوپ مداری فروسرخ سوبارو(Subaru) از کهکشان M82 گرفته شده است.

حتی همسایه ما کهکشان آندرومدا M31 نیز نشان‌گر دیسکی شبیه به ساختار موتور مولد هموپولار است.  تصاویر زیر کهکشان آندرومدا را در نور مرئی و فروسرخ که رصدخانه فضایی فروسرخ(ISO) سازمان فضایی اروپا گرفته شده نشان می دهند.

آلفون همچنین برای ستارگان منفرد نیز مدل مشابهی پیشنهاد کرد. او تقریباً نمودار های یکسانی را برای عملکرد ستارگان معمولی ارائه کرد. یک بار دیگر ممکن است پلاسما در یکی از حالت‌های قابل مشاهده عمل کند. بنابراین تصویر تمامی ستاره‌ها چنین ساختاری را نشان نخواهند داد. مدار هلیوسفری آلفون در تصویر زیر نشان داده شده است. از آنجایی که خورشید یک ستاره معمولی محسوب می شود، این نمودار به خوبی در مورد خورشید نیز پذیرفته می شود.

این پیشنهاد تا بهار سال ۲۰۰۱ زمانی که فضاپیمای یولیسس(Ulysses) «تیوب های پلاسمایی» دراز نشأت گرفته از قطب پایینی خورشید را کشف کند، به شکل ظن و گمان باقی بود. این تیوب ها به‌قدری طویل هستند که فراتر از مدار مریخ نیز گسترش یافته‌اند. در حال حاضر تصاویر بسیاری از ستارگان منفرد دارای جت پلاسما در دسترس است. البته، آلفون باور داشت که تمام ستارگان دارای جت هستند که تعداد کمی قابل مشاهده اند. دو تصویر زیر ستارگانی هستند که جت پلاسمایی و شکل دیسک مشخصه‌شان به وضوح قابل مشاهده است.

تصاویر که توسط مرکز فضایی Goddard ناسا تهیه شده، سیارات اجرام هربیگ هارو را نشان می‌دهند که در امتداد جت پلاسمای ستاره مادر شکل گرفته اند. این مجموعه احتمالاً به واسطه  DLها در این موقعیت ها شکل گرفته اند. تصویر دیگر، شکل پیچشی، حاکی از جریان های بزرگ بیرکلند شامل DL ها به وضوح قابل مشاهده هستند. دکتر آنتونی پرات(Anthony Peratt) نشان داد که ۹ جرم به طور معمول به وسیله اثر z-pinch شکل گرفته‌اند.

چه آن‌ها را  موتور مولد هموپولار یا دیسک پرتاب کننده پلاسما(جت) و یا مدار آلفون بخوانیم ، در مشاهده این ساختارها با افزایش فرکانس و دقت بالا و همچنین گسترش پهنای باند ابزار، پیشرفت هایی حاصل شده است.

http://electric-cosmos.org/galaxies.htm

ترجمه: مرتضی خامدی

چگونگی فوران ذرات یونیزه از اجسام مختلف در فضا یکی از سخت ترین مسئله پیشروی ستاره شناسان مدرن است. چه نیرویی انرژی ذره ی منتشر شده را تامین میکند؟ که گاهی اوقات میتواند به فاصله ای به اندازه ی یکسال نوری یا حتی هزاران سال نوری موازی با ان پرتو ذرات به رشته های باریک را انتشار دهد؟

صدهافوران ستاره ای تا کنون مشاهده شده. اما نظریه ی رایج گرانشی پیوسته به منابع مهیجی از گاز و گرد و غبار اشاره دارد که در مدار حرکت میکنند که نشانی از فوران موازی ندارند. تنها یک نیرو است که میتواند همانند یک ماده جریان را در کنار هم در سرتاسر مسافت نگه دارد: الکترومغناطیس. تنها راه تولید سلول های مغناطیسی از طریق جریان برق در فضا است.جریان الکتریکی یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند که در سراسر جریان بار مخفی میباشد.

در قدیم ستاره شناسان رشته ای منسجم به اصطلاح هربیگ-هارو را مشاهده کردند که بیش از ۱۲ سال نوری فاصله داشت. سرعت ذرات باردار درون رشته بیش از ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه تصور میشد. فوران منسجم کوچک سه برابر فاصله خورشید ما با اولین ستاره (الفا پروکسیما) تجاوز کرد.

با توجه به یک مطلب مطبوعاتی از رصدخانه جنوی اروپا فوران هایی که در نزدیکی ان.جی.سی ۷۷۹۳ هستندهزاران سال نوری فاصله دارند: این تصویر(بالا) یک میکرو کوازار قدرتمند شامل یک سیاه چاله در اطراف (۷/۱۲ میلیون سال نوری ) کهکشان ان.جی.سی ۱۳۷۷  را نشان میدهد.

بسیاری از محققان سعی کرده اند فوران محدود شده  ی باریک را با استناد به کلمات : نازل یا فشار بالا محاسبه کنند. هجوم همه گیری که علم میداند در مورد رفتار گازهادر خلا است. بعضی از انها حتی اذعان کرده اند که میدان های مغناطیسی ممکن است گازها را به پرتو های باریک متمرکز کنند. اگرچه یک نظر معمول وجود دارد که میدان های مغناطیسی در ان مهم نیستند. میدان های مغناطیسی تنها یک بخش از داستان هستند. و ناکام ماندن برای درک جریان الکتریکی که باعث ایجاد میدان مغناطیسی شده است که بسیاری از فیزیکدانان به مدل پلاسما در فضا بدون در نظر گرفتن جریان برق معتقدند.

برنده ی جایزه ی نوبل(هانس الفون) پیشگام در زمینه ی کیهان شناسی پلاسما اظهار داشت که پلاسما بیش از حد پیچیده و غیر استادانه برای سلیقه ریاضیدانان است. این اصلا مناسب تئوری های برازنده یریاضی نیست و مستلزم ازمایش های ازمایشگاهی بود. الفون مشاهده کرد که جهان پلاسمایی تفریحگاهی شده برای نظریه پردازانی که هرگز پلاسما را در ازمایشگاه ندیده اند.خیلی از انها همچنان به فرمولهایی باور دارند که ما از ازمایش های ازمایشگاهی میدانیم که میتوانند اشتباه باشند. او تصور میکرد که مفروضات اساسی کیهان شناسان با پیشرفته ترین متدهای ریاضس توسعه یافته اند.و ان تنها از خود پلاسما است که متوجه چگونگی زیبایی نظریه نشدند و کاملا امتناع به تایید ان کرده اند.

ستاره ها برامدگی هایی در مدارهای الکتریکی هستند . انرژی الکترومغناطیسی میتواند در صفحه های متداول استوایی اطراف انها ذخیره شود. تا زمانی که برخی از پیشامد کشیده شدن باعث شود انها به یک تخلیه ی فطبی جریان را عوض کنند. فوران الکتریکی میتواند انرژی خود را از ذرات شتابدهنده ی طبیعی دریافت کند و یک لایه پلاسمای مضاعف با یک میدان الکتریکی قوی. میدانهای مغناطسی حلقوی به دلیل تخلیه پلاسمای قطبی تشکیل میشوند. انرا به یک کانال باریک محدود میکنند. جریان الکتریکی محوری باید در امتداد کامل طول فوران ها جریان داشته باشد. فقط میدان های الکتریکی میتوانند ذرههای باردار را در سرتاسر فضای بین ستاره ای سرعت ببخشند.

استفان اسمیت

مترجم: بردیا قبادی

Jet Filaments – Translator: Bardia Ghobadi

در طیف فرکانسی پایین، لوفار تداخل سنج رادیویی است که از چندین ایستگاه رصدی در اروپا ساخته شده و به عنوان یک تلسکوپ رادیویی استفاده می شود. سیگنال های متفاوت دریافتی توسط ایستگاه ها بصورت دیجیتالی بوده و نهایتا با هم ادغام شده و یکپارچه می شوند که در واقع این عمل توسط آنتن های دو قطبی که توانایی تجزیه و تحلیل و جداسازی میزان های انرژی متفاوت رو دارند انجام شده و نتیجه توسط این آنتن ها یکپارچه و تجزیه می شوند. این ویژگی به منجمین رادیویی این قدرت عمل رو می دهد که توانایی تنظیم آنتن ها و ترکیب حساسیت های بر اساس نمایش میدان هر ماده را داشته باشند. درگذشته، تلسکوپ های بزرگ رادیوی نیاز به فضاهایی خاص داشتند که بدون مشکل افزایش سر و صدای ایجاد توسط تلسکوپ توانایی کار در محیط را داشته باشند. لوفار یک تلسکوپ ثابت است و درنتیجه مناسب فرکانش های بالا همچون ۱۰-۲۴۰ مگاهرتز می باشد.

میدان های مغناطیسی کهکشانی بیش از ۵۰ سال پیش کشف شد. چگونه این میدان های تولید شده هنوز به صورت راز باقی مانده اند. چه چیزی آن ها با قدرت و شکل خود می خواهند به ما انتقال بدهند ؟

مطابق گزارشات، منجمین با استفاده از لوفار به مشاهده ی کهکشان M51 پرداخته که به عنوان کهکشان گرداب نیز شناخته میشود. آنها میدان های مغناطیسی این کهکشان را که همراه با یک ابر که دارای یک سرعت خیره کننده از الکترون است، در فاصله ی ۴۰۰۰۰ سال نوری دورتر از مرکز آن بدست آوردند.( البته این مقدار محاسباتی است ).  میدان مغناطیسی و پرتوهای کیهانی ( الکترون ها ) به نظر میرشند که در بازوهای مارپیچ کهکشانی چگالتر باشند که این عامل پشتیبان کننده از مدل جهان الکتریک می باشد. علم جامع امروز مشکلات زیادی برای توجیح این میدان های و پرتوهای کیهانی الکترونی دارد، به این دلیل که دانش تئوریکال ما منبع شناوری الکترون را در این میدان های مغناطیسی را نمی تواند اثبات کند.

در این میان “ساختار ستاره ی تولید کننده ی انرژی الکتریکی”، “گاز خروجی” و “و چگونگی قرار گیری سریع میدان ها در مناطق مختلف” بحث شدند. بدون در نظر گرفتن هیچ یک از مباحث الکترومغناطیس، میدان های الکتریکی و بدون وارد کردن اثرات ژنراتور موتورها محاسبات انجام شد. آن ها با تکیه بر  تئوری های گاز سرد موجود در کهکشان، انفجارات ابرنواختری، تولد ستارگان و انرژی چرخشی به توجیح این میدان ها می پردازند. با این حال این دیدگاه قابلیت توجیح میدان های چندین کهکشان مشاهد شده را ندارد.

میدان های مغناطیسی راحت تر از حرکت الکترون های شارژ شده قابل رصد هستند، در نتیجه منجمین مدرن فکر می کنند که میدان هایی که مشاهده کرده اند جزی از بقایای نخشتین باقی مانده از انفجار بزرگ می باشد. این واقعیت که حرکت ذرات شارژ شده مثل الکترون توانایی تولید میدان های مغناطیسی را دارند از زمان کشف مایکل فارادی برای ما شناخته شده است. زمانی که ذرات شارژ شده حرکت می کنند، یک جریان الکتریکی ایجاد می کنند که این جریانات حول میدان مغناطیسی پیچش می کند.  هنگامی که این ذرات شارژ شده در یک جهت حرکت کنند و جهت گیری کنند، میدان قویتر می شود.

ذرات شارژ شده باید در مسیری دایره وار یا یک مدار حرکت کنند و آثار الکترون متحرک در یک مدار باید مورد توجه قرار بگیرد. جهان بینی اجماع علمی امروز، جزیره های این هستی را از هم جدا و ایزوله می کند، جایی که مدل جهان الکتریکی ارتباطی را بین شبکه های فعال الکتریکی ببریکلند و جریانات آن برقرار می کند و توضیح می دهد.

این رشته ها و جریانات گسترش و منفجر می شوند، پلاسما را طوری به بیرون پرتاب می کنند که می توانند سرعتی به نزدیکی سررعت نور داشته باشند. جت ها نیز از دو قطب مخالف یک کهکشان، جایی که ابر های پرانرژی پرتوهای ایکس را از خود منتشر می کنند، به بیرون پرواز می کنند. این پدیده ها اساس علم پلاسما هستند، نه سنیتیک گازها، گرانش و فیزیک ذرات. اکثر اخترفیزیکدانان میدان های مغناطیسی را می بینند اما نه بر اساس الکتریسیته.

اخترفیزیکدانان، معتقدند که کهکشان ها ابرهایی از گاز هیدروژن و گرد و غبار بین کهکشانی هستند که توسط گرانش جمع شدند تا زمانی که جرقه و آتش گرمایی به نقطه ی حیاتی خودش رسید. جامعه ی غالب علمی نیز پیشنهاد می کند که اکثر کهکشان ها شامل سیاه چاله هایی با خاصیت مغناطیسی باورنکردنی هستند. این منبع نقطه ای گرانشی همان عاملی است که بیان می شود باعث چرخش کهکشان می شود، برای جت ها و اشعه های ایکس پیشنهاد می شود و برای معرفی منبع عظیم رادیویی کهکشان ها استفاده می شود، حتی با اینکه هیچ سیاهچاله ای تا به امروز مشاهده نشده.

کشف جدید میدان های بسیار بزرگ مغناطیسی M51 برای طرفداران مدل جهان الکتریکی جای تعجبی ندارد.

در سال ۱۹۸۱، هانس آلفون (برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۷۰) بیان کرد که کهکشان ها شبیه یکی از اختراعات مایکل فارادی است، موتور هوموپولار. موتور هوموپولار در واقع موتوریست که بوسیله میدان های مغناطیسی در فضای دایروی القا کننده ی بشقاب مانند می چرخد. این بشقاب بین دو قطب الکترومغناطیسی نصب شده و باعث چرخش آن می شود که سرعت آن متناسب با مقدار جریان ورودی به سیستم است.

همانطور که بیان شد، کهکشان ها بوسیله ی جریانات الکتریکی در مدارهای مشخصی در کیهان سفر می کنند. سازماندهی الکتریکی جرم پلاسما بعضی مواقع بزرگتر از خوشه های کهکشانی می شود. این پلاسما در ابتدا شامل اتم های خنثی می باشد، ولی الکترون های آزاد، پروتون ها و دیگر ذرات شارژ شده نیز در آن وجود دارد. که قدرت الکتریکی ناشی شده از مغناطیس بیشتر از نیروی گرانش است. رشته های جربان های بریکلند بدون این ابرهای پلاسما، به سمت یکدیگر جذب می شوند که که نیرو قویترین نیروی جذبی دور برد در جهان است. شارژ های الکتریکی گسترش یافته توسط کرد و غبار پلاسمایی ایجاد شده و این میدان های ثابت مغناطیسی هم توسط لوفار مشاهد شده.

مترجم: بردیا قبادی

Picture: Spiral galaxy M51 and its companion M51b in radio frequencies (white). Credit: David Mulcahy et al., Astronomy & Astrophysics, Max-Planck-Institut für Radioastronomie

استفان اسمیت

Galactic Magnetic Fields – Translator: Bardia Ghobadi

استفاده از این اثر با در نظر گرفتن حقوق این مجموعه و مترجم بلامانع است.

اخترفیزیکدانان انفجار پرتوی گاما را ، “ادغام ستاره های نوترونی” و یا تابش نور اشعه ی گامای حاصل از انفجارهای ابرنواختری توصیف می کنند. طبق مشاهدات “تلسکوپ هشدار انفجار” متعلق  به “ماهواره ی سوایفت” پرتوی گامایی آشکارسازی شده که این پرتو به به قدری شدید است که توسط هر نظاره گری که دقیقا به آن نقطه در آسمان نگاه میکرد، حتی بدون تلسکوپ، قابل رویت بوده است. با این وجود، محاسبات نشان می دهد که این پرتو،هفت میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد .

نوع خاصی از ابرنواختران هستند که پرتوی گاما از خود منتشر میکنند .طبق فرضیات اخترفیزیکدانان این ابر نوختران در ستاره هایی که جرمی چندین برابر جرم خورشید دارند روی می دهد.  مانند میدان گرانشی بسیار شدیدی که بقایا ی یک ابرنواختر را به سیاهچاله تبدیل می کند.با صرف نظر از این پروسه ،هنوز چگونگی انفجار ابرنواختر و فروپاشی آن به یک سیاهچاله و تولید انفجار پرتوی گاما مشخص نمی باشد.

اندازه ی تخمین زده شده برای پرتوی گاما به فاصله ی آن از ما بستگی دارد . و این در مورد انفجار پرتوی گاما چگونه است ؟ اولین انفجارات پرتوهای گاما در کهکشان هایی با انتقال به سرخ های زیاد مشاهده شدند.کهکشان هایی که به نظر می رسید نزدیک به دوازده میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند.اگر این کهکشان به همان میزان که به نظر میرسد از ما دور باشند ، انرژی مشاهده شده از فلشهای پرتوی گامای ساطع شده از انها فراتر از هر ابرنواختری می باشد. بنابراین ،یک  نهاد فرضی کیهانی به نام هایپرنوا را اختراع نمودند تا نجات دهنده ی نظریه ی انتقال به سرخ و فاصله ی اجرام کیهانی از ما باشد.

در نظریه ی جهان الکتریک این پرتوهای کیهانی با روش دیگری شتاب می گیرند : لایه های دوتایی. لایه ی دوتایی پلاسما در سال  ۱۹۲۹ توسط پیشرو و برنده ی جایزه ی نوبل ،ادوین لانگمویر ، معرفی شد. لایه ی دوتایی پلاسما زمانی که الکتریسته به درون پلاسما جریان پیدا کند شکل میگیرد .یکی دیگر از برندگان جایزه ی نوبل ،هانس آلفون،لایه دوتایی را به عنوان “شکلی از پلاسماست که اگر بخواهیم ملموس تر و فیزیکی تر آن را معنا کنیم همچون دیوار سلولی در زیست شناسی  که خود را از محیط اطراف حفظ می نماید، است.”

الکس دسلر ، فیزیکدان پلاسما مینویسد:در سال ۱۹۵۶ با باور های عمیقی وارد عرصه ی فیزیک فضا شده بودم.به عنوان مثال:فکر میکردم که میدان الکتریکی در پلاسمایی با چگالی بالا در فضا نمیتواند وجود داشته باشد.حدود سه سال بعد بود که با مطالعه ی عینی کار های الفون ،  توسط “اس چاندراسخار” شرمسار شدم. میزان تعجب و شگفتی من از یافتن درستی کار آلفون و ناحق بودن منتقدانش غیر قابل وصف بود. من متوجه شدم که مکانیزم قدرت پرتو های کیهانی اساسا منطبق بر مکانیزم معروفی ست که توسط فرمی در سال ۱۹۴۹ و همچنین پیش تر از آن توسط آلفون مطرح شده است. نقل قول از کتاب آنتونی پرات به نام “ریش سفید مخالفان پلاسما” ،واشنگتن تایمز،ضمیمه:جهان و من .(می ۱۹۸۸)

توضیح دیگر در بیان شدت انفجارات پرتوی گاما این است که انتقال به سرخ در واقع معیار مناسبی برای تعیین فاصله نمی باشد و انفجار پرتوهای گاما در کهکشان های نزدیک و در همسایگی ما هم اتفاق می افتد. به همین ترتیب ،انفجار پرتوی گاما به طرز غیرقابل تصوری قدرتمند نیستند و درد زایش یک سیاهچاله نمیباشند.

اگر این پرتو های گاما در نزدیکی ما واقع شده اند بنابراین انرژی کمتری دارند و تخلیه ی الکتریکی پلاسما در قالب انفجار لایه ی دوتایی می تواند باعث انفجار اشعه ی گاما شود. دقیقا به همان صورتی که در تجربیات آزمایشگاهی مشاهده شده است . پس به جای پدیده های ریاضیاتی همچون سیاهچاله ها ، ستاره های نوترونی و هایپرنوا ها چرا روی فرضیات واقعی و قابل آزمایش و کار با مدل های فیزیکی و واقعی تکیه نکنیم؟

کیهان شناسی استاندارد سعی دارد که هر طور شده مدل های خود را  با مشاهدات انطباق دهد. اشعه ی ایکس حاصل از برانگیختگی یون ها، طیف وسیعی از منحنی های نوری و بعضی وقت ها پرتوهای گاما از خواص رعد و برق هستند. شبیه سازی های کامپیوتری نشان میدهد که رفتار پلاسما در مقیاس های مختلف چه در اتم هاو چه در کهکشان ها یکسان می باشند. شاید انفجارات ناگهانی پرتو های گاما رعد و برق های کیهانی در ابر های بسیار وسیع و الکتریکی پلاسما هستند.

استفان اسمیت

ترجمه: شادی طهماسبی

Double Layer Busters

Translator: Shadi Tahmasebi

برای مطالعه بیش تر می توانید فصل غلاف های پلاسما و لایه های دوتایی از کتاب راهنمای ضروری جهان الکتریکی که توسط اعضای بخش فارسی پروژه آذرخش به فارسی ترجمه شده است، مطالعه نمایید.

هرگونه استفاده از این اثر تنها با ذکر نام بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش آزاد می باشد.

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

آیا جرم هاگ یک پلاسمای کانونی متراکم است؟ چه نیرویی ستارگان را جاروب می کند و این حلقه به عرض ۱۲۰۰۰۰ سال نوری را شکل می دهد؟ ممکن است یکی از اشکال گوناگون انرژی الکتریکی باشد. در کائنات محل هایی وجود دارد که در آن ستارگان در خطوطی کشیده شده به اندازه ی هزاران سال نوری تشکیل می شوند. در جایی دیگر، می توان حلقه هایی از ستارگان را یافت که ساختار های متراکمی به قطری به اندازه ی ۱۰۰۰۰ سال نوری دارند.

آرت هاگ کهکشانی را که در سال ۱۹۵۰ کشف کرد و که محاسبات انتقال به سرخ نشان می دهد، تقریبا ۱۸۳ مگا پارسک از ما فاصله دارد، این کهکشان در صورت فلکی سرمار قرار دارد. که در آن حلقه ای از ستارگان آبی جوان ، یک هسته ی متراکم و ازدحام خوشه های کروی معلق که در مرکز شکل گیری قرار دارند بسیار قابل توجه است. در هاگ یک ساختار چرخشی آشکار وجود دارد که به بیرون تابش می کند و به شبیه همان چیزی است که از کهکشان چرخ فلک در صورت فلکی سنگتراش تابش می شود. رشته هایی که مرکز را با حلقه ای در کهکشان چرخ فلک متصل می کند در هاگ گم شده است، اما ممکن است آن ها در حالت جریان تاریک تابش کنند.

کهکشان چرخ و فلک

کهکشان راه شیری بیش از ۲۰۰ میلیارد ستاره در بازو ها و هسته ی خود را شامل می شود. همچنین رصدهای اخیر توسط دانشمندان SDSS (عکاسی دیجیتال اسلون) نشانگر توده ای از ستارگان اضافی در فاصله ی ۱۲۰۰۰۰ سال نوری است که کهکشان را محاصره کرده اند. بسیاری از ستارگانی که توسط SDSS کشف شده است برای سیستم های بصری نامریی هستند زیرا آن ها در همان صفحه ای قرار دارند که خود کهکشان در آن قرار دارد. با این حال، این ستارگان را با استفاده از ابزار های فروسرخ و اشعه ایکس که می توانند میان گردو غبار را ببینند، کشف کرده اند. سوال این است که، چه چیزی باعث می شود که کهکشان ها این حلقه ها را گسترش دهند؟

به گفته هیدی ج. نیوبرگ، استادیار فیزیک و نجوم در موسسه پلی تکنیک رنسلیر:” هنگامی که ما گروه بزرگی از ستارگان تشکیل شده در حلقه ها را پیدا کردیم نشانگر این بود که حداقل بخشی از کهکشان ما توسط کهکشان های کوتوله ی با هم ادغام شده تشکیل شده است.”

همکار وی در این پروژه، برایان یانی از آزمایشگاه فرمی نوشت:” این حلقه از ستارگان ممکن است چیزی به جا مانده از یک برخورد بین کهکشان ما و یک کهکشان کوتوله باشد که میلیارد ها سال پیش رخ داده است.”

نتیجه گیری او این است که گرانش ماده تاریک، حلقه ی ستارگان اطراف راه شیری را ثابت نگه می دارد. با این تعریف، آن دسته از نیروها همان چیز هاییی هستند که باعث می شوند جرم هاگ ساختار بارزی داشته باشد – برخوردهای کهکشانی به مدت میلیارد ها سال که توسط گرانش و انرژی های ناشناخته متعادل می شوند.

آیا راه دیگری وجود دارد که اشاره کند به این موضوع که الکتریسیته از طریق کیهان جریان می یابد و میدان مغناطیسی آن را تقویت می کند؟ این امکان وجود دارد که هاله های ستاره ای در واقع نمونه هایی از یک نیم سایه پلاسمای کانونی متراکم باشند که هاگ از بارزترین نمونه آن ها است. چیزی که در این کهکشان مشهود و درخور توجه است، شکل مواد احاطه کننده آن است که مشابه مکانیزم رفتار مواد در دستگاه تفنگ پلاسما می ماند.

تصویر به دست آمده از عملکرد دستگاه پلاسمای کانونی

دز سال ۱۹۶۰، هانس آلفون یک مقاله در مورد مکانیسمی که برای شکل گیری این ساختار ها در فضا پیشنهاد کرده بود منتشر کرد که به تنهایی بستگی به گرانش نداشت. او نوشت:

“زمین، خورشید و بسیاری از ستارگان دارای میدان مغناطیسی هستند. ممکن است ابر های میان ستاره ای هم مغناطیده باشند، همچنین بازوهای مارپیچی دارای میدان مغناطیسی منظمی هستند، و همچنین به طور کلی کهکشان ها دارای میدان مغناطیسی هستند. حتی اگر نظرات مختلف نویسندگان هنوز هم متضاد است، به نظر می رسد که ماده میان ستاره ای همیشه مغناطیسی است.این باعث می شود که احتمال وجود برخی فرآیند ها باشد که میدان مغناطیسی در اجسام شاره ای را به صورت های مختلف مانند شاره ی داخل زمین، ستارگان و ماده ی بین ستاره ای تشکیل می دهد. انرژی مورد نیاز برای مغناطیسی کردن می تواند به آسانی از انرژی جنبشی حرکات داخلی سرچشمه بگیرد، اما مشکل پیدا کردن یک مکانیسم کارآمد از تولید میدان مغناطیسی است.(هانس آلفون،”منشا میدان های مغناطیسی کیهانی”، موسسه سلطنتی استکهلم، ۲۸ اکتبر ۱۹۶۰)

دستگاه پلاسمای کانونی متراکم، یا تفنگ پلاسما مکانیسم دقیقی ارایه می دهد که توسط آن جریان های الکتریکی کیهانی می توانند در تکامل و ریخت شناسی ساختار های فضایی موثر باشند ، چه تبدیل به ماه یا کهکشان شوند.(نگاه کنید به Peratt, A. L. and Dessler, A. J. “Filamentation of Volcanic Plumes on the Jovian Satellite Io”. Astrophysics and Space Science (ISSN 0004-640X), vol. 144, no. 1-2, May 1988, p. 451-461)

مکانیزم دستگاه پلاسمای کانونی

رشته های جریان بیرکلند خطوطی انتقالی هستند که از طریق آن الکتریسیته را در کیهان هدایت می کند. رشته های مارپیچی از مرکز کهکشان NGC 3079 نشانگر این است که الکتریسیته در حال دشارژ شدن از جانب هسته ی خودش است، جریان های مارپیچی چرخان که ستارگان داغ جوان را به هاله جرم هاگ محدود می کند پرچم قرمز برای برای نظریه پردازان جهان الکتریکی است.

کهکشان NGC 3079

یکی از سرنخ های این پدیده در یک پلاسمای کانونی متراکم جریان های مارپیچی انرژی هستند که یک دشارژ قوس الکتریکی قوی در حال تابش و یک ستون جریان تاریک را احاطه کرده است. به عبارت دیگر، رشته های جریان بیرکلند، رشته های میدان مغناطیسی مارپیچی هستند که پلاسمای الکتریکی را محدود می کند و مانند خطوط نیرو در فضا عمل می کند. این پدیده در دشارژ تفنگ پلاسما رخ می دهد که جرم هاگ را تشکیل می دهد.

ممکن است ۲۸ رشته (یا ۵۶، یا ۴۹ یا برخی اعداد دیگر که توسط آلفون، تورنهیل، پرات و دیگران بحث شده است) در ابر تیره ستارگان و سحابی ها که توسط تفنگ انرژی داده می شوند وجود داشته باشد – تعیین دقیق تعداد رشته ها در تصاویر قابل دسترس بسیار دشوار است. اما، با عوامل دیگر و از طریقی که الکتریسیته رفتار می کند هنگامی که از طریق پلاسمای محدود شده ی مغناطیسی جریان می یابد قابل تخمین است، مدل جهان الکتریکی در مورد شکل گیری کهکشان ها به نظر می رسد با این مشاهدات اعتبار بیشتری پیدا کرده است.

استفان اسمیت

ترجمه فرزین حسینی

پیشنهاد میکنیم برای کسب اطلاعات بیش تر این لینک ها هم مطالعه شوند:

جریانها،رشته ها و پینچ ها

جریان های بیرکلند

Is Hoag’s Object a Dense Plasma Focus?

Translator: Farzin Hossaini

“هرگونه کپی برداری از این سایت با ذکر منبع بلامانع می باشد”