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

خورشید یک نیروی مرموز است.

ناسا در ۲۵ اکتبر ۲۰۰۶ فضاپیمای STEREO خودرا از کیپ کارناوال به فضا پرتاب کرد که ماموریت آن مطالعه ی اقلیم خورشیدی، شامل فوران های تاج خورشیدی (CME) و شراره های خورشید، است.

ماهواره های دوقلوی STEREO در مداری به دور خورشید و زمین در حال گردش هستند: مدار یکیشان جلوی زمین و دیگری پشت آن قرار دارد. دانشمندان امیدوارند به اینکه داده های بدست آمده از سنسورهای متصل به فضاپیما به فهم چگونگی تشکیل منظومه شمسی، از جمله این که چگونه میدان مغناطیسی خورشیدی یون های پر سرعت را کنترل می کند، کمک خواهد کرد. فضاپیمای STEREO B در شهریور سال گذشته دچار اختلال و قطعی ارتباط شده بود که مهندسین پروژه مشکل ارتباط را برطرف کردند.

در طول دوره های فعالیت بالای خورشید، پالس های پرانرژی روی خورشید میلیارد ها تن از ذرات باردار را به بیرون پرتاب می‌کند. این ذرات معمولا آهسته حرکت می‌کنند و برای رسیدن به زمین به ۲۴ ساعت زمان نیاز دارند که به فوران های تاج خورشیدی (CME) مشهور هستند، و یک نشانه‌ی رسیدن آن‌ها به زمین تشدید شفق‌های قطبی است.

خورشید در یک حالت نسبتا آرام همراه با چند لکه‌ی قابل مشاهده است، و گهگاهی هم با فوران شعله‌های خورشیدی با سرعت بسیار بالا همراه است. مشاهده شده است که، این ذرات ابتدا شتاب می‌گیرند و در فاصله‌ی بیش از چند ده شعاع خورشیدی سرعتشان کاهش می‌یابد. چه چیزی این فرآیند متضاد و عجیب را توضیح می‌دهد؟

نور خورشید تقریبا در مدت ۸ دقیقه به زمین می‌رسد. یک فوران خورشیدی که در ۳۰ دقیقه به ما می‌رسد باید سرعتی بیش از یک چهارم سرعت نور داشته باشد. به طور کلی، چنین سرعتی بسیار مرموز است، و در عین حال یک CME قدرتمند در ۱۷ ژانویه ۲۰۰۵ مشاهده شد، که در کمتر از نیم ساعت به سیاره‌ی ما رسید. چگونه CME ها تا سرعت ۷۵۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه یا بیشتر شتاب می‌گیرند؟

آنتونی پرات فیزیکدان پلاسما می‌نویسد: “… میدان‌های الکتریکی هم‌سو با جهت میدان مغناطیسی آزادانه به ذرات شتاب می‌دهند. الکترون‌ها و یون‌ها در جهت مخالف هم شتاب داده می‌شوند، که یک جریان هم راستا با خطوط میدان مغناطیسی تولید می‌شود.”

به جای موج‌های ضربه‌ای یا به اصطلاح “پدیده‌ی باز اتصال مغناطیسی،” باد خورشیدی نیروی جنبشی خود را از یک میدان الکتریکی دریافت می‌کند که از خورشید در تمام جهات نشات می‌گیرد. ساده‌ترین راه برای شتاب ذرات باردار وجود چنین میدان الکتریکی است. میدان الکتریکی خورشید تا میلیارد ها کیلومتر گسترش دارد، و در مرز هلیوسفر خورشید خاتمه می‌یابد.

شعله‌های خورشیدی به صورت C (سبک) ،  M(متوسط) ،X (قدرتمند) برچسب گذاری می‌شوند. CME مربوط به ۱۷ ژانویه به صورت X3 رتبه گذاری شده است. با این حال در ۷ سپتامبر ۲۰۰۵ ، یک CME از رده‌ی X17 به مغناط کره‌ی زمین برخورد کرد، که انتقال‌های رادیویی را قطع کرد و باعث اضافه بار نیروگاه‌های تقویت کننده شد. یک گردباد واقعی کیهانی از یون‌های مثبت به محیط باردار زمین جاری شد. آیا این تصادفی است که طوفان های کاترینا و ریتا در هر طرف اتفاق افتاده اند، و همزمان دومین فواره‌های قدرتمند خورشیدی از نوع X که تا به حال ثبت شده اند، باشند؟

در سال ۱۹۹۷، هنریک سونسمارک و انگل فریس کریستینسن “تغییرات شار اشعه‌ی کیهانی و پوشش ابری- حلقه ی گمشده- در ارتباط‌های اقلیمی خورشیدی” را منتشر کردند که در آن ، آنها بر تاثیرات خورشید بر روی اقلیم زمین معتقد بودند. اساسا بیش‌ترین تعداد یون‌های پر انرژی که به میدان مغناطیسی ما وارد می‌شوند ، بیش‌تر در پوشش ابری خواهد بود.

هنگامی که خورشید در چرخه ی ۲۲ ساله‌ی خود وارد فاز آرامی می‌شود، ذرات بیش‌تری قادر به رسیدن به زمین هستند زیرا میدان مغناطیسی خورشید به اندازه‌ای قوی نیست که بتواند آن ها را منحرف کند. از آنجاکه این ذرات به جو آبی ما برخورد می‌کنند، منجر به تشکیل ابر می‌شوند. بسیار شبیه به اتاقک ابرهای قدیمی، وقتی که یون‌های پرسرعت از یک منطقه‌ی بسیار مرطوب عبور می‌کنند یک مسیر چگالشی ظاهر می‌شود.

در یک جهان الکتریکی، ارتباط بین پروتون‌های پر سرعت منتشر شده از CME ها و افزایش فعالیت‌های طوفانی تصادفی نیست. از آنجا که آب یک مولکول قطبی است، این واقعیت که یون ها بخار آب را جذب می‌کنند یک پدیده‌ی مسلم به نظر می‌رسد.

استفان اسمیت

ترجمه: فرزین حسینی

Sun Fire – Translator: Farzin Hosseini

هنوز دلیل رعد وبرق در فوران آتشفشان بطور کامل مشخص نیست . در گذشته زمین شناسان اینطور می پنداشتند که علت این واقعه همانند توفان تندری (توفان همراه با آذرخش و صاعقه ) است.

ذرات ریز در جریان های آشفته هوا به یکدیگر ساییده شده، نسبت به ذرات کوچکتر که سریعتر حرکت می کنند بار مخالف می گیرند.

این دو گروه از ذرات در ناحیه های جدا از هم انباشته شده و ولتاژهای متفاوت بین آنها باعث تولید صاعقه می شود. اما این تنها فرضیه ای است که توسط نظریه یا شواهد قابل اثبات نیست. این موضوع یکی از معما های رایچ در میان زمین شناسان وهواشناسان است.

اکتشافات جدید باعث عمیق تر شدن راز صاعقه در فوران آتشفشان شده است. به تازگی گزارشی در مورد پدیده الکتریکی در فوران کوه ” آگوستین” در آلاسکا منتشر شده است.

در وبسایت چنین نوشته شده است :

“رعد و برق در زمان فوران آنشفشان به این دلیل است که خاکستر و دیگر مواد فورانی به شدت باردار هستند. اگرچه پدیده صاعقه درابرهای خاکستر آتشفشانی در بالای آتشفشان پدیده ای شناخته شده است.اما محققین به تازگی دریافتند که اولین فاز صاعقه در محل دهانه آتشفشان دقیقا در زمان شروع فوران رخ می دهد”.

به عبارت دیگر، صاعقه قبل از پدیده باردار شدن ذرات به دلیل سایش رخ می دهد.

یکی از محققین این فاز صاعقه را این گونه توصیف می کند:

ممکن است جرقه های بزرگ از محل دهانه به سمت بالا در داخل ستون خاکستر در حال تشکیل حرکت کنند. در حقیقت صاعقه در محل دهانه تشکیل می شودو به سمت بالا در داخل توده خاکستر پرتابی حرکت می کند.

ذرات باردار شده به نظریه های الکتریکی بسیار نزدیک تر است. آن ها فعالیت الکتریکی را نتیجه یک میدان الکتریکی موجود می دانند که توسط واسط هادی کوچک مدار شده است. مشاهدات صورت گرفته شواهدی را در حمایت از نظریه پردازان الکتریکی نشان می دهد که میدان الکتریکی زمین یک محیط غیر قابل اجتناب برای آتشفشان ها وصاعقه های آتشفشانی است.

همانگونه که توسط دانشمندان علم پلاسما “آنتونی پرات” توضیخ داده شده است ، ماگما یک پلاسمای هادی است . حرکت سریع ماگا باعث کوتاه شدن مدار میدان الکتریکی که ماگما از داخل آن عبور می کند می شود.

پس کشف قوس الکتریکی در طول ستون خاکستر فورانی موضوعی عجیب نخواهد بود. اگر پارامترهای مختلف در این زمینه قابل اندازه گیری بود، می توان انتظر داشت که کمان هایی که جریان های زیرزمینی را به جریان های یونوسفر متصل می کنند را پیدا کرد.

توضیح عکس:

Photograph taken from a helicopter by M.L. Coombs; courtesy of AVO/USGS.

مترجم: پرستو غزنوی

اگر علاقه مند به این مبحث هستید مطالعه این متن نیز از دست ندهید.

Alaskan Volcano Spit Lightning

translator: Parastou Ghaznavi

متن های ما را با ذکر نام “بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش” استفاده کنید

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.

استقبال خوب دانشجویان و اساتید فیزیک دانشکده علوم باعث دلگرمی بخش فارسی شد. از جمله اساتید حاضر میتوان به دکتر کرمی استاد تمام گروه فیزیک، گرایش اختر فیزیک و کیهان شناسی و دکتر ملک الکلامی استادیار گروه فیزیک، گرایش فیزیک نظری – گرانش و کیهان شناسی اشاره کرد.

مسئولیت اجرایی این سمینار بر عهده سروش سلیمانی ریاست محترم انجمن نجوم اخترفیزیک دانشگاه کردستان (ناک) بود و فرزین حسینی از اعضای پیوسته بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش در این سمینار به معرفی مقدماتی تاریخچه و پایه مدل کیهان شناسی بیگ بنگ و سپس به معرفی مدل کیهان شناسی پلاسما و پدیده لنز پلاسما و اثر Z-pinch در کیهان شناسی پرداخت،و همچنین آزمایشات انجام شده شبیه سازی اخترفیزیک در دانشگاه ی تایومای ژاپن و نتایج آزمایشگاه های لوس آلاموس و لاورنسیل که در زمینه کهکشان های مارپیچی بود عنوان گردید. از دیگر آزمایشاتی که در این سمینار معرفی شد آزمایشات فیزیک پلاسمای بوستیک و آنتونی پرات در آزمایشگاه لوس آلاموس استرالیا در زمینه شکل گیری کهکشان ها در مدل کیهان شناسی پلاسما و آزمایشات اریک لرنر در آزمایشگاه لاورنسیل نیوجرسی در زمینه پلاسموئید های کهکشانی بود تمامی این آزمایشات با استفاده از آزمایشگاه های پلاسمای کانونی انجام شده است. در انتها اشاره ای  هم به آزمایشات پروژه سافایر در کانادا زده شد که طی آن قرار است مدل الکتریکی خورشید که توسط پروفسور دان اسکات از پروژه آذرخش مطرح گردیده مورد آزمون قرار گیرد، هزینه ساخت این آزمایشگاه حدود ۲ میلیون دلار بود که هم اکنون آزمایشات آن در جریان است.

انتهای وقت سمینار نیز به پرسش و پاسخ و نقد مدل ازطرف اساتید نام برده سپری شد که پاسخ آنها از دید کیهان شناسی پلاسما داده شد که از ایشان کمال تشکر را داریم.

از نقد های وارد شده به مدل کیهان شناسی پلاسما این بود که  کهکشان های هالتون آرپ و انتقال به سرخ های نا هماهنگ آنها متعلق به منطقه ی لوکال راه شیری است و برای کل کائنات باید انتقال به سرخ کهکشان هارا بررسی کرد، که جواب فرزین حسینی در مورد مطالعات و پژوهش های اریک لرنر بود که مشغول مطالعه بر روی کهکشان های با Z بالای ۵ میباشد و هنوز نتیجه ی کار خودرا منتشر نکرده است.

مورد دیگر این بود که کیهان شناسی پلاسما در مقیاس های خیلی بزرگ باید جوابگوی ساختار بزرگ مقیاس کیهان باشد، فرزین حسینی در این مورد به جریان های الکتریکی بزرگ مقیاس (کیلو پارسک) و احتمال وجود آین جریان ها در مقیاس های مگا پارسکی اشاره کرد(برای مطالعه بیشتر بخوانید: http://arxiv.org/abs/1106.1397)

مورد بعدی ، در مورد میدان های مغناطیسی ضعیف ستارگان در مقیاس های کیهانی و چگونگی تاثیر آنها روی هم  اشاره شد که پاسخ آن وجود جریان های الکتریکی بیرکلند هم خط شده با میدان مغناطیسی است که می توانند فواصل خیلی خیلی زیادی را در کیهان طی کنند و روی ستارگان اطراف خود تاثیر بگزارند.

وجودابر یونی اطراف راه شیری ، حاضرین را به فکر در مورد لنز پلاسما و تاثیر محیط های پلاسمایی بر روی امواج الکترو مغناطیسی واداشت. همچنین معرفی کتاب های کیهان شناسی پلاسما برای همگان مفید بود و درنهایت از فرزین حسینی به خاطر ارایه این مدل تقدیر و تشکر شد.

لینک گزارش در انجمن منجمین بدون مرز

مجموعه تصاویر سمینار فرزین حسینی در دانشگاه کردستان

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”

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