آزمایشی کهکشانی برای آشکارسازی ماده تاریک

بیگ بنگ: محققان دانشگاه بن و دانشگاه کالیفرنیا در ایروین با استفاده از شبیه­‌سازی­های پیشرفته کامپیوتری آزمایشی طراحی کردند تا بتواند پاسخگوی این سوال مهم در اخترفیزیک باشد که آیا ماده تاریک واقعاً وجود دارد؟ یا قانون گرانش نیوتن نیاز به اصلاح دارد؟ این مطالعه جدید، هم اکنون در Physical Review Letters منتشر شده، نشان می­دهد که پاسخ این سؤال در حرکت ستارگان، درون کهکشان­‌های ماهواره‌­ای کوچکی که به دور راه شیری در حال چرخش هستند، نهفته است.

agalactictes

توزیع ماده تاریک (بالا) و ستارگان (پایین)

به گزارش بیگ بنگ، با استفاده از یکی از سریع­ترین ابرکامپیوترها در جهان، دانشمندان توزیع ماده در آنچه که کهکشان­‌های کوتوله ماهواره­‌ای نامیده می­شوند را شبیه‌سازی کردند. این­ها کهکشان­‌های کوچکی هستند که به دور کهکشان­‌های بزرگی همچون راه شیری یا آندرومدا می­چرخند. محققان بر رابطه­‌ای که رابطه شتاب شعاعی(RAR) نامیده می­شود، متمرکز شده‌­اند. در کهکشان­‌های مدور یا دیسکی، ستارگان در مدارهایی دایره­‌ای در اطراف مرکز کهکشان حرکت می­ کنند. شتابی که آنها را وادار به تغییر جهت می­ کند به علت گرانش ماده در کهکشان است. RAR رابطۀ بین این شتاب و شتابی که توسط ماده قابل رؤیت ایجاد می­ شود را توصیف می­ کند. این موضوع بینشی جدید از ساختار کهکشان‌­ها و توزیع ِ ماده‌­شان را فراهم می­­ آورد.

پروفسور دکتر کریستانو پورجیانی از مؤسسه آرگلاندر برای نجوم در دانشگاه بن گفت: «ما برای اولین‌بار “رابطه شتاب شعاعی” کهکشان­های کوتوله را با فرض اینکه ماده تاریک وجود دارد را شبیه‌­سازی کردیم. مشخص شد که آنها همچون نسخه‌­های کوچک شده کهکشان­‌های بزرگ­تر رفتار می­ کنند.” اما اگر ماده تاریک وجود نداشته باشد و در عوض گرانش با آنچه نیوتن تصور می­کرد متفاوت باشد چه؟ محقق امیلیو رومانو-دیاز توضیح داد: «در این حالت، “رابطه شتاب شعاعی” کهکشان­‌های کوتوله به ­شدت به فاصلۀ با کهکشان­‌های بزرگترشان وابسته بوده، در حالی­که اگر ماده تاریک وجود داشته باشد، این اتفاق نمی­افتد.»

این تفاوت، کهکشان‌های کوتوله ماهواره‌ای را به کاوشگری قدرتمند برای آزمودن اینکه آیا ماده تاریک وجود دارد، تبدیل می­ کند. فضاپیمای گایا که توسط ایستگاه فضایی اروپا در سال ٢٠١٣ پرتاب شد، می­تواند پاسخ این سؤال را بدهد. این فضاپیما برای مطالعۀ ستارگانی در راه شیری و کهکشان­‌های ماهواره­‌ای آنها با جزئیاتی بی­‌سابقه طراحی شده است و تا کنون مقدار زیادی از اطلاعات را جمع‌­آوری کرده است.

با این حال، احتمالاٌ سال­ها طول می­ کشد تا این داده­‌ها مورد تحلیل و آنالیز قرار بگیرند. دانشجوی دکترا انریکو گارالدی گفت: «اندازه‌­گیری­‌ها برای آزمایش ِ تفاوت‌­های کوچکی که در شبیه­‌سازی­‌ها­یمان با آنها برخورد کردیم، کافی نیستند. اما مکرراً با بررسی همان ستارگان، اندازه­‌گیری­‌ها را بهبود می ­بخشیم. دیر یا زود، باید مشخص شود که آیا کهکشان­‌های کوتوله در جهانی با ماده تاریک یا بدون ماده تاریک رفتار می­ کنند.»

DarkMatter

چسبی که کهکشان­‌ها را با همدیگر نگه می­دارد

این سوال یکی از مهمترین مسائل در کیهان­‌شناسی امروزی است. وجود ماده تاریک بیش از ۸۰ سال پیش توسط “فریتس تسوئیکی”اخترشناس سوییسی پیشنهاد داده شده بود. او فهمید که کهکشان­‌ها در خوشه‌­های کهکشانی که واقعاً باید از همدیگر جدا شوند، بسیار سریع حرکت می ­کنند. بنابراین او وجود ماده­‌ای پنهان که به ­دلیل جرمش گرانشی کافی برای نگه داشتن کهکشان­‌ها در مدارهای مشاهده شده‌­شان وارد می­ کند، را پیشنهاد داد. در دهه ۱۹۷۰ “ورا روبین” همکار او در ایالات متحده آمریکا، پدیده­ای مشابه در کهکشان­های مارپیچی شبیه کهکشان راه شیری کشف نمود. اگر فقط ماده قابل مشاهده وجود داشته باشد چون آنها به سرعت دوران می­کنند، نیروی گریز از مرکز باید آنها را از یکدیگر جدا کند.

Untitled

فریتس تسوئیکی اخترشناس سویسی

امروزه همه فیزیک­دانان متقاعد شده‌­اند که ماده تاریک در حدود ۸۰ درصد از جرم جهان را به خود اختصاص می­ دهد. از آنجا که با نور اندرکنشی ندارد، برای تلسکوپ­‌ها غیرقابل مشاهده است. هنوز، فرض وجود ماده تاریک تناسب فوق‌­العاده­‌ای با تعدادی از مشاهدات – همچون توزیع تابش پس­‌زمینه ناشی از بیگ­ بنگ را فراهم می­ آورد. ماده تاریک همچنین توضیحی خوب برای نحوۀ قرارگیری و آهنگ تشکیل کهکشان­‌ها در جهان ارائه می­ دهد. با این حال، با وجود چندین تلاش آزمایشگاهی، دلیلی مستقیم از اینکه ماده تاریک وجود دارد، در دست نیست. این امر باعث شده که منجمان به فرضیه‌­ای فکر کنند که نیروی گرانشی خودش ممکن است متفاوت با آنچه قبلاً تصور می­ شد، باشد. مطابق با نظریه‌­ای که دینامیک نیوتنی اصلاح شده(MOND) نامیده می­ شود، گرانش بین دو جرم فقط در نقطه­‌ای خاص از قانون نیوتن پیروی می­ کند. در شتاب­‌های بسیار پایین، همانند آنچه در کهکشان‌­ها حکمفرماست، گرانش به­ طور قابل­ توجهی قوی­‌تر می­ شود. بنابراین، کهکشان­‌ها به­ دلیل سرعت دورانشان از هم جدا نشده و نظریه MOND می­تواند با ماده تاریک کنار بیاید.

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

سفر با سرعت ۵ برابر صوت

boeing hypersonicبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، این تصویر مفهومی، یک هواپیمای غیرنظامی را نشان می‌دهد که قادر است با سرعت بیش از ۵ برابر سرعت صوت سفر کند. این طرح به مردم نشان می‌دهد که سفر هوایی در ۲۰ یا ۳۰ سال آینده به چه صورت خواهد شد. در حال حاضر، حمل و نقل هوایی با سرعت مافوق صوت هنوز یک رویا است و تنها نمونه‌های فعلی در حال آزمایش، فضاپیماهایی هستند که سعی در خروج از جو زمین و بازگشت به‌ آن دارند و یا هواپیماهای آزمایشی برای تحقیقات غیرنظامی یا نظامی هستند.

با این حال، این فناوری پیشرفت‌های قابل توجهی را نشان می‌دهد و بوئینگ علاقه‌مند است نه تنها در توسعه مکانیک پایه هواپیماهای مافوق صوت قدم بگذارد، بلکه در جستجوی برنامه‌های کاربردی احتمالی نیز می‌باشد. به گفته بوئینگ، این هواپیمای مسافربری می‌تواند استفاده تجاری یا نظامی داشته باشد، اما تنها یکی از چندین طرح مفهومی بوئینگ است که این شرکت قصد دارد آنها را با سرعت بیش از ۶ هزار کیلومتر بر ساعت، توسعه بخشیده و بسازد.

هیچ جزئیاتی در مورد این مفهوم منتشر نشده است، اما نشان می‌دهد که یک هواپیمای مسافربری قادر به حمل ۳۲ مسافر به همراه خدمه، با تعدادی پنجره است. شکل ظاهری و طول این هواپیما به گونه‌ای است که به نظر می‌رسد سوخت مورد استفاده آن، هیدروژن مایع خواهد بود. البته همه این‌ها پیش‌بینی و حدس است، اما می‌دانیم که این طرح در حد یک طرح باقی نمی‌ماند.

کوین بوکات، دانشمند ارشد فنی مافوق صوت می‌گوید: ما در پی استفاده از پتانسیل تکنولوژی مافوق صوت برای اتصال جهان به شکل سریع‌تر از همیشه هستیم و این فناوری، ما را شگفت‌زده کرده است. بوئینگ با شش دهه تجربه طراحی، توسعه، تکمیل و آزمایشات پروازی وسایل نقلیه مافوق صوت، ما را در راستای دستیابی به این فناوری در آینده، شایسته کرده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: newatlas.com

ژاپنی‌ها تصویر سیارک رایوگو را از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری ثبت کردند

ژاپنی‌ها تصویر سیارک رایوگو را از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری ثبت کردند

کاوشگر ژاپنی، هایابوسا۲ (Hayabusa2)، موفق به ثبت تصویر سیارک رایوگو ۱۶۲۱۷۳ از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری شد. این کاوشگر در حال نزدیک شدن به این سیارک است و آن‌ها به‌زودی یکدیگر را در فاصلۀ ۲۸۰ میلیون کیلومتری سطح زمین ملاقات خواهند کرد.

طبق گفته‌های مدیر این پروژه، سیارک رایوگو در ابتدا از فاصلۀ دور گِرد به نظر می‌آمده است؛ اما با نزدیک شدن کاوشگر به آن به شکل مربع ظاهر شده و درنهایت، به شکل سنگ فلوریت مشاهده شده است. در حال حاضر، دهانه‌ها، صخره‌ها و عوارض جغرافیایی این سیارک مشاهده‌پذیر است.

محور چرخش این سیارک عمود بر مدار آن است. این موضوع درجه‌های آزادی را برای فرود بر سطح این سیارک افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، یک قله و دهانه‌هایی بزرگ در اطراف استوای سیارک رایوگو دیده شده است که انتخاب نقاط فرود را دشوار می‌کند.

سیارک رایوگو، سیارکی از گروه آپولو است. طبق برنامه‌ریزی‌های انجام شده، قرار است کاوشگر هایابوسا۲ از این سیارک نمونه‌برداری کند و نمونه را در آذر ۱۳۹۹/ دسامبر۲۰۲۰ به زمین ارسال کند.

رویدادهای نجومی تابستان ۲۰۱۸

بیگ بنگ: امسال تابستان چه چیزهایی در آسمان شب می بینید؟ این گرافیک برجسته تعدادی از نقاط برجسته را برای نیمکرۀ شمالی زمین نشان می دهد. رویدادهای آسمان اوایل تابستان (شمالی) که در سمت چپ، بصورت یک ساعت در انتها دیده می شوند، درحالیکه رویدادهای اواخر تابستان در سمت راست جمع شده اند.

JuneAugust UGاشیاء نسبتأ نزدیک به زمین نشان داده شده اند و به شکل کارتون با یک تلسکوپ در انتهای مرکز دیده می شوند – اگرچه تقریبأ همه چیز بدون تلسکوپ قابل رویت است. صورفلکی همانطور که در هر فصلی دیده می شوند هر سال به همان شکل ظاهر می شوند و بارش‌های شهابی در تاریخ‌های یکسانی رخ می دهند. مثلأ، همانند سال گذشته، ستارگان مثلث تابستانی در بیشتر مدت فصل به شمایلی از شب هنگام تبدیل شده‌اند. درحالیکه بارش شهابی خوشه پروین در میانۀ آگوست به اوج می رسد که امری غیرعادی است. یکی از این نقاط برجسته مختص این آسمان شب، “مشتری” است که پس از غروب خورشید در ژوئن نمایان شد و ناهید در آسمان غروب در جولای و آگوست به روشنی می درخشد. زحل و مریخ باید در بیشتر شب‌های این فصل قابل رویت باشند، به این صورت که زحل در اواخر ژوئن در مسیر مخالف با خورشید قرار می گیرد و مریخ در اواخر جولای در جهت مخالف قرار دارد. در آخر؛ نیز ماه گرفتگی کامل در اواخر جولای قابل رویت است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

چگونه یک عصب، مغز و ذهن را به هم متصل می‌کند؟

بیگ بنگ: قرن‌هاست که ارتباط بین ذهن و مغز و بدن، فیلسوفان و دانشمندان را بخود مشغول ساخته است. برخی آزمایش‌های اولیه جالب و البته وحشتناک بر روی نقش بدن در آگاهی، شامل حیات پس از قطع سر بود.

mriheadvagasnerveبه گزارش بیگ بنگ، در سال ۱۹۰۵ پزشک فرانسوی گابریل بورییو معتقد بود که با یک زندانی بنام “هنری لانگیل” پس از اینکه سرش از تنش جدا شده بود، ارتباط برقرار کرده است. بورییو از تجربه‌هایش اینگونه یاد می کند: «من با صدای قوی و تیزی فریاد زدم: لانگیل! پلکهاش رو دیدم که به آرامی تکان خورد! بدون اینکه کار انقباض غیر ارادی باشد! ( آگاهانه روی این ویژگی اصرار کردم ) اما این یک حرکت ساده بود! واضح و روشن! مثل تمام حرکت‌هایی که هر روز برای ما اتفاق می افته. همینطور برای انسان‌هایی که از خواب و رویا بیدار می شوند یا بطور آنی رشتۀ افکارشان از هم جدا می شود.»

گزارش شده است که تقریبا دو دهه بعد دانشمند شوروی تباری به نام سرگئی بروخوننکوف با کمک یک دستگاه ساده قلب-ریه سگی را که سرش قطع شده بود ۶ ماه زنده نگه داشت. بر طبق فیلم‌های ویدئویی ضبط شده سر نسبت به محرک‌های نور، صدا و اسید سیتریک پاسخ میدهد. اما درست در زمانیکه تحقیقات بروخوننکوف در پیشرفت جراحی قلب موثر واقع می شد، اغلب دانشمندان متوجه شدند که این یافته‌ها چیزی جز تبلیغات جعلی دوران شوروی نبود!

آگاهی و ویژگی های غیر فیزیکی

تحقیقات در مورد آگاهی انسان پس از این مشاهدات اولیه، شتاب گرفت هر چند ما هنوز خیلی از گردن زدن دور نشده بودیم. با این حال اخیرا برای عصب‌شناسان سوالاتی پیش آمده، چگونه این ماده باعث به وجود آمدن ذهن شده؟ فرانسیس کریک در کتاب فرضیه شگفت انگیز سال ۱۹۹۵ اظهار داشت که ما چیزی بجز “مجموعه پیچیده‌ای از نورون‌ها “نیستیم.

این فرضیه شکلی از “فیزیک گرایی  تقلیلی” است – نظریه‌ای فلسفی که در آن عصب‌شناسی مدرن به توصیف اینکه چرا وجود هر چیزی در انحصار خواص فیزیکی آن است میپردازد”. عصب‌شناسان با استفاده از قطع سر حیوانات این بار به وسیله موشهای صحرایی، پاسخ سوال خود را که مغز چه مدت پس از بریدن سر میتواند فعالیت داشته باشد یافته‌اند – گامی فراتر از هوشیاری.

image sicطی آزمایشی در سال ۲۰۱۱ گزارش شد که زمان رسیدن به حالت ناخودآگاه (حالتی که فعالیت شناختی مغز به نصف کاهش پیدا می کند) در موش‌های صحرایی که سرشان جدا شده بود، ۴ ثانیه بود. محققان همچنین یک موج عظیم، آهسته و با تاخیری در فعالیت مغز مشاهده کردند و  آن را “موج مرگ” نامیدند ( زمانی که همه نورون‌های مغز در یک لحظه می میرند ) و شاید مرز نهایی میان مرگ و زندگی است.

اما برخی معتقدند که ذهن بیشتر از مجموعه سلول‌های مادی مغز است. موقعیت متضاد برای مادی گرایی، فرض دوگانه‌ای است که بیانگر تفاوت بنیادین مواد فیزیکی و حالات ذهنی است. از این گذشته برخی از فیلسوفان و دانشمندان اشاره به این نکته دارند که “اطلاعات کلید خودآگاهی است.” ایده  یکپارچگی اطلاعات، که وجود خودآگاهی را پذیرفته سازگار با این ایده است اما بصورت بحث برانگیزی اینگونه برداشت میشود:  هر چیزی که  دارای خودآگاهی است (حتی یک گوشی هوشمند) دارای مقدار زیادی phi ( مقیاسی از اطلاعات در یک سیستم که نمی تواند بصورت مشخصی برای قطعات کاهش یابد) نیز می باشد.

از لحظات حساس روانشناسی تا مرگ و میر

با اینکه جزئیات مهمی را در این بحث جذاب فراموش کرده بودم اما هدف اصلی من در سالهای اخیر درک بهتر رابطه میان ذهن، مغز و بدن از طریق زیر نظر داشتن عملکردهای عصب واگوس(vagus) در این مطالعه بوده است. عملکرد بالای عصب واگوس ( که با تغییر ضربان قلب سنجیده و شاخص‌گذاری میشود) از ظرفیت فرد برای تنظیم احساسات، درگیری‌های اجتماعی و کارکرد شناختی پشتیبانی می کند.

image ifqqu

عصب واگ، بخشی از سیستم عصبی پاراسمپاتیک است

در مقابل، عملکرد ضعیف واگوس – و تغییرپذیری خفیف ضربان قلب – ممکن است در ابتلا به افسردگی موثر باشند، اما عصب واگوس تنها بر ذهن اثر نمی گذارد. سطوح بالاتر عملکرد آن قادر به تنظیم بهتر قند خون، التهاب کمتر و کاهش ریسک بیماری‌ها و مرگ می شود. از دیگر کارکردهای این عصب میتوان به نقش مهمی که در شناخت مغزی دارد اشاره کرد.

مطالعات همچنین نشان داده‌اند که عصب واگوس ممکن است در تنظیم فرایندهای التهابی، کمک به دیابت، چاقی و بیماری‌های قلبی-عروقی نقش مهمی داشته باشد که همگی بر عملکرد شناختی اثر می گذارند. با این حال، تحقیقات کمی به بررسی چگونگی تاثیر دوگانه عصب واگوس بر بدن و ذهن پرداخته است. به همین دلیل من و همکارانم به بررسی این مساله که آیا گزارش‌های قبلی میتوانند بیانگر ارتباطاتی بین عملکرد عصب واگوس و عملکرد شناختی از طریق یک مسیر سیگنالینگ عصب شناختی-روانشناختی-فیزیولوژیکی باشند یا نه پرداختیم.

با اتکا به این احتمال، ما مشاهده کردیم که اختلال در عملکرد واگوس، به نظر می رسد مقاومت به انسولین را که باعث ضخیم‌تر شدن شریان‌های کاروتید می شود را افزایش می دهد و به نوبه خود بر عملکرد شناختی تاثیر می گذارد. که بدان معنی است عملکرد ضعیف عصب واگوس آبشاری از اثرات نامطلوب را که بعدا منجر به اختلال شناختی می شوند ایجاد میکند.

در حالی که رفتارهای ساده سلامتی مثل کاهش وزن و ورزش کردن ممکن است اثرات جانبی کوتاه مدت بر عملکرد مغز داشته باشد، تحقیقات بیشتری در مورد مسیرهای سببی برای کشف چگونگی ارتباط عصب واگوس به بدن، مغز و ذهن مورد نیاز است. پژوهش ما اولین گام برای کشف چگونگی تحت تاثیر قرار گرفتن سلامت بدن و ذهن توسط این عصب است. اما این یک قدم در راهی است که ما امیدواریم با تحقیقاتمان در زمینه “روانشناسی مثبت” برای افرادی که با اختلالات عصبی زندگی می کنند، پیشرفت به ارمغان بیاورد.

نویسنده: اندروه کمپ، دانشیار، دانشگاه سوانسی

ترجمه: محمد گله داری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: theconversation.com

مختصات بر خورشید

 مختصات بر خورشید

وقتی جرمی را در آسمان رصد می‌کنیم علاوه بر دانستن این‌که چه چیز را می‌بینیم، آگاهی از این‌که کجا را می‌بینیم اهمیت دارد. عموماً منجمان آماتور به مورد اول توجه می‌کنند، اما دومی را نادیده می‌گیرند؛ درحالی‌که اگر ثبت دقیق رصدها به منظور مراجعه و استفاده‌ بعدی، یا اشتراک‌گذاریِ آن‌ها با دیگر رصدگران باشد، لازم است دقیق‌تر از این حرف‌ها به راستاهایی اشاره کنیم که در میدان دید ابزارمان می‌بینیم. تعیین نسبی جهت‌های شمال و جنوب، و شرق و غرب میدان دید در رصدهای شبانه کار پیچیده‌ای نیست، اما رصدگرانی که خورشید را مرتب و به‌دقت رصد می‌کنند باید این راستاها را با دقت بیش‌تری مشخص کنند؛ زیرا تعیینِ مختصاتِ خورشیدیِ عوارضِ سطحی، مستلزم آگاهی از این راستاهاست.

  تعیین اولیه‌ جهت‌ها

برای این‌که از مکان تقریبی جهات چهارگانه‌ خورشید در رصد با چشم غیرمسلح آگاه شویم، کافی است قرص خورشید را بر کره‌ آسمان تصویر کنیم. به‌سادگی نیمه‌ای از قرص خورشید که در امتداد قطب شمال سماوی یا راستای شمال جغرافیایی قرار می‌گیرد را  نیم‌کره‌ شمالی خورشید و سوی مخالف آن را نیم‌کره‌ جنوبی فرض می‌کنیم. لبه‌ شرقی خورشید متمایل به راستای شرق جغرافیایی و لبه‌ غربی آن نیز رو به مغرب جغرافیایی خواهد بود. پس با کمی دقت معلوم می‌شود که جهت‌های شرق و غرب بر قرص خورشید برعکس جهت‌های جغرافیایی بر روی زمین است (شرق در سمت چپِ نقطه‌ شمال و غرب در سمت راست آن واقع می‌شود).

تعیین جهت‌ها در رصد با تلسکوپ نیز تقریباً به همین آسانی است. در یک تلسکوپ ثابت (با موتور خاموش و بدون قابلیت ردیابی خودکار) به علت حرکت وضعی زمین، ابتدا لبه‌ غربی خورشید از میدان دید خارج می‌شود. هم‌چنین در اثر چرخش وضعی شرق به غرب خورشید، عوارض سطحی آن به‌مرور پشت لبه‌ غربی پنهان می‌شوند. راستای مخالف، لبه‌ شرقی است و عوارض سطحی خورشید ابتدا از این سمت پدیدار می‌شوند. برای تعیین شمال و جنوب هم کافی است کمی لوله‌ تلسکوپ را در راستای شمال (یا جنوب) آسمان تکان دهیم. اشاره‌ جزییِ لوله به‌سمت شمال، موجب خروجِ نیم‌کره‌ جنوبی خورشید از میدان دید می‌شود؛ و برعکس.

 اثرات حاصل از انحراف مداری زمین و خورشید

اما جهت‌های تقریبی که به این ترتیب تعیین می‌شوند صرفاً تصویر راستاهای سماوی بر قرص خورشید هستند و محل دقیق شمال و جنوب و شرق و غرب خورشید را نشان نمی‌دهند. علت این است که اولاً محور دوران خورشید نسبت به دایرهالبروج تمایلی هفت‌درجه‌ای دارد و ثانیاً محور دوران زمین بر صفحه‌ منظومه‌ی شمسی عمود نیست. این دو اثر سبب می‌شود زمین دقیقاً در امتداد صفحه‌ی استوایی خورشید به دور آن نگردد. زمین که در مدارش به دور خورشید در حال حرکت است، نماهای گوناگونی از خورشید می‌بیند و نقطه‌ شمال و جنوبِ حقیقی خورشید در طول سال کمی رو به زمین یا پشت به آن قرار می‌گیرد. به این ترتیب از دید ناظر زمینی، نواحی قطبی خورشید در طول سال با حرکتِ نوسانیِ پیوسته‌ای به طرف زمین خم و سپس از آن دور می‌شود. این اثر، مشابهِ رخگردِ شمالی‌ـ‌جنوبی ماه است که موجب می‌شود گاهی قسمت‌هایی از نواحی قطبی ماه که پشت به زمین است نیز ‌دیده شود. قطبی‌های حقیقیِ خورشید ممکن است تا ۷ درجه و ۱۵ دقیقه متمایل به زمین باشند. علاوه بر این، راستای محور چرخشی خورشید نیز ممکن است حداکثر تا ۲۶ درجه و ۲۱ دقیقه به طرف شرق یا غرب سماوی تمایل زاویه‌ای داشته باشد. اگر به این دو مورد اخیر چرخش تفاضلی خورشید(Differential Rotation)

را هم اضافه کنیم و به خاطر بیاوریم که خورشید بر خلاف تصویر ساده‌ اولیه‌مان، یک قرص چسبیده به آسمان نیست بلکه شکلی کروی دارد، تعیین محل عوارض سطحی آن به نظر پیچیده‌تر هم می‌آید. تا حدودی هم همین‌طور است! اما خورشیدشناسان روش‌هایی تدوین کرده‌اند که با به‌کارگیری آن‌ها می‌توان در چند گام محل عوارض خورشید را با دقت خوبی استخراج کرد. این دقت در نزدیکی مرکز قرص خورشید بیش‌ترین مقدار است؛ حدود ۱ درجه. اما با دورشدن از مرکز و حرکت به‌سمت لبه‌ها از دقت زاویه‌سنجی کاسته می‌شود.

  مشخصه‌های اساسی خورشید

تعیین محل یک عارضه روی خورشید و بیان آن به صورت زاویه‌های طول و عرض خورشیدی، نیازمند دانستن سه پارامتر مهم درباره‌ خورشید است که به تاریخ و زمان انجام رصد بستگی دارند. نخستین پارامتر همان تمایل محور شمالی‌ـ‌جنوبیِ خورشید نسبت به زمین است که با Bo نشان داده می‌شود و به طوری که در ادامه خواهیم دید بیان‌گر عرضِ خورشیدیِ مرکز قرص خورشید است (شکل کناری). اگر محورهای دَوَرانی زمین و خورشید بر صفحه‌ دایره‌البروج عمود ‌بودند، جهت شمال خورشید همواره در بالاترین نقطه‌ لبه‌ شمالی آن واقع می‌شد و در نتیجه مرکز قرص خورشید همیشه منطبق بر خط استوای خورشید قرار می‌گرفت که مرجع سنجش زاویه‌ عرض خورشیدی است و مقدار عددی آن صفر می‌شد. در‌حالی‌که متمایل‌شدن قطب شمال خورشید به‌طرف زمین باعث پایین‌تر آمدنِ استوای خورشید نسبت به حالت قبل می‌شود و این‌بار مرکز قرص ظاهری خورشید چند درجه بالاتر از استوای آن قرار می‌گیرد. بنابراین عرضِ خورشیدیِ نقطه‌ مرکزیِ قرص، مقداری مثبت به خود می‌گیرد. بیش‌ترین مقدار این عرض خورشیدی مثبت، ۳/۷ درجه است و در اواسط شهریور ماه هر سال رخ می‌دهد. مخالف این حالت در نیمه‌ دوم فروردین اتفاق می‌افتد؛ یعنی قطب جنوب خورشید رو به زمین واقع می‌شود و علاوه بر این‌که بخشی از ناحیه‌ قطبی جنوبی آن رؤیت‌پذیر می‌شود، استوای فرضی خورشید تا ۳/۷ درجه بالاتر از مرکز قرص قرار می‌گیرد و زاویه‌ عرض خورشیدی آن ۳/۷-  می‌شود. فقط در بازه‌ زمانی محدودی در اواخر خرداد و آذر هر سال است که مقدار این زاویه صفر می‌شود و ما مستقیم از روبه‌رو به مرکز قرص خورشید نگاه می‌کنیم.

پارامتر دوم، در تغییرات راستای شمال‌ـ‌جنوب خورشید نسبت به محور دورانی زمین ریشه دارد. این پارامتر را زاویه‌ موقعیت می‌نامیم و با P نشان می‌دهیم. بازه‌ زاویه‌ای تغییرات آن ۶/۵۲ درجه است؛ ۳/۲۶ درجه در هر دو سوی شرق و غرب محور دوران خورشید. اگر تمایل به سمت شرق خورشید باشد مقادیر را با علامت + نشان می‌دهیم. بیشینه‌ تمایل شرقی در نخستین دهه‌ فروردین است، درحالی‌که در ابتدای دی‌ماه راستای شمال‌ـ‌جنوب خورشید با محور چرخشی زمین هم‌راستا و زاویه‌ موقعیت صفر می‌شود. از این پس زاویه‌ موقعیت مقادیر منفی به ‌خود می‌گیرد و در اواخر اسفند به ۳/۲۶- می‌رسد. سپس حرکت معکوس می‌شود و زاویه‌ موقعیت دوباره در نیمه‌ دوم تیرماه صفر می‌شود و این روند ادامه می‌یابد.

دو پارامتر Bo و P برای تعیین عرض جغرافیایی در خورشید کفایت می‌کنند. پارامتر سوم، به تعیین طول خورشیدی عوارض مربوط است و لازمه‌ آن دانستن محل خط فرضی محور چرخش خورشید است. این خط مرجعْ نصف‌النهار مرکزی خورشید نامیده می‌شود و زاویه‌ طول خورشیدی آن، Lo، در آغاز هر دوره‌ چرخش جدید خورشید صفر می‌شود. دقت کنید که منظور از دوره‌ چرخش در این‌جا، حرکت وضعی خورشید است که ماهیتی دیفرانسیلی یا تفاضلی دارد، نه دوره‌های بلند‌مدت چرخه‌ی خورشید که به فعالیت مغناطیسی آن مربوط است. از آن‌جا که خورشید جسمِ صُلب نیست، عرض‌های مختلف آن با سرعت‌های متفاوتی به دور محورش می‌چرخند، به‌طوری که چرخش مناطق استوایی ۲۶ روز و مناطق نزدیک قطب‌های آن۳۰ روز طول می‌کشد. تعداد دورهای چرخش خورشید با عددی موسوم به عدد کارینگتون مشخص می‌شود که مبدأ سنجش آن نوامبر سال ۱۸۵۳ (آبان ۱۲۳۲ شمسی) است. هر بار که یک دوره‌ چرخش وضعی جدید خورشید آغاز می‌شود، یک واحد به شماره‌های عدد کارینگتون افزوده می‌شود. عدد چرخش کارینگتون برای روز اول دی‌ماه امسال، ۲۱۳۱ است. طول خورشیدی از شرق به غرب آن و به‌صورت افزایشی اندازه‌گیری می‌شود و چون خورشید در جهت شرق به غرب حول محورش دوران می‌کند، طول خورشیدی نصف‌النهار مرکزی به‌مرور کاهش می‌یابد؛ از صفر یا ۳۶۰ درجه به ۳۵۰، ۳۴۰، و… در واقع زاویه‌ مربوط به پارامتر Lo هر روز ۲/۱۳ و هر ساعت ۵۵/۰ درجه کم‌تر می‌شود. برای این‌که بتوانیم مختصات مربوط به عارضه‌ خورشیدی خاصی را به‌درستی حساب کنیم، لازم است مقادیر مربوط به این سه پارامتر را بدانیم. جداولی موسوم به سال‌نامه (Ephemeris) [برابر دکتر حیدری ملایری: روزیج (=زیج روزانه)] از سوی مراکز مختلف نجومی چاپ و منتشر می‌شود که در کنار سایر اطلاعات مربوط به ستاره‌ها و سیاره‌ها، مقادیر سه‌گانه‌ روزانه‌ خورشید، یعنی Bo و P و Lo، را نیز ارایه می‌دهند. این سالنامه‌ها به‌صورت اینترنتی نیز می‌توان ‌دریافت کرد. علاوه بر این پایگاه‌های اینترنتی مختلفی هستند که می‌توانند این مقادیر را برای هر روز دلخواه محاسبه کنند و ارایه دهند. همه‌ این‌ها را می‌توان از پایگاه bass2000.obspm.fr، قسمت tools- Ephemerids به ‌دست آورد.

کشف گرد و غبار میان ستاره‌ای با قدمتی بیشتر از منظومه‌شمسی

بیگ بنگ: ذرات جمع‌آوری شده از اتمسفر بالایی زمین که از دنباله‌دارها به جای مانده است، قدیمی‌تر از منظومه شمسی ما هستند. این گرد و غبار میان ستاره‌ای می تواند اطلاعات مفیدی دربارۀ چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها در اختیارمان بگذارد.

space dustبه گزارش بیگ بنگ، بر اساس تحقیقات انجام شده در خصوص ترکیبات شیمیایی ذرات غبار، این ذرات ِ کیهانی دستکم ۴٫۶ میلیارد سال عمر دارند و فواصلی باورنکردنی را هم پیموده‌اند. یک تیمی بین‌المللی از دانشمندان با اطمینان اعلام کردند اینها مواد خیلی پایه و اساسی هستند که اجرام سیاره‌ای پیرامون خورشید را تشکیل می دهند. برای هر کسی که علاقمند به دانستن منشاء کائنات است، یافته‌های فوق بسیار عالی و مفید میباشد.

«هوپ ایشی» محقق ارشد از دانشگاه هاوایی در مانوئا گفت: «مشاهدات ما نشان می دهد که این دانه‌های عجیب حاکی از گرد و غبار میان ستاره‌ای دارند که عناصر سازنده سیاره‌ها و ستاره‌ها را تشکیل دادند. اگر ما در اثر انگشت‌مان مواد آغازین ایجاد سیاره را که به ۴٫۶ میلیارد سال پیش باز می گردد، داشته باشیم، زمینه برای کسب درکی عمیق از فرایندهای ایجاد سیاره فراهم می آید.»

این یک فرصت نادر برای مطالعه موادی است که منظومه شمسی ما را به وجود آوردند. به باور دانشمندان، منظومه شمسی از یک دیسک ابرهای گازی پیرامون خورشید پدید آمده است، اما کارشناسان غالبا به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نیاز دارند تا یک فرضیه را بسنجند. حالا، آنها به گرد و غباری دست پیدا کرده‌اند که احتمال می رود در زمان تولد سیاره‌های منظومه شمسی وجود داشته باشد. یخ، کربن و سیلیکات بی شکل در میلیاردها سال پیش هم وجود داشتند، تا حدود زیادی از بین رفته‌اند یا در سیاره‌هایی که امروز داریم، جای گرفته‌اند.

space dust

نقشه طیف‌سنجی پرتو ایکس مواد آزمایشگاه برکلی

شکل اصلی این مواد هم اکنون بطور عمده در دنباله‌دارها یافت می شود. به جایِ گرفتن یک دنباله‌دارها، دانشمندان از نمونه‌های جمع‌آوری شده توسط فضاپیمای استراتوسفری ناسا استفاده کردند. تیم محققان با استفاده از میکروسکوپ‌های الکترونی و نور فروسرخ به تجزیه و تحلیل ترکیبات شیمیایی ذرات پرداختند. بالاخص، آنها زیرگروهی از ذرات معروف به «GEMS» را هم بررسی کردند؛ ذراتی که فقط چند صد نانومتر اندازه دارند، یعنی کمتر از یک صدم ضخامت یک تار موی انسان.

نتایج نشان می دهد این دانه‌ها در محیطی بسیار سرد و سرشار از تابش با یکدیگر در هم آمیخته‌اند. حتی مقدار اندکی گرما کافی بود تا پیوندهای میان دانه‌ها را از هم بپاشد؛ یعنی احتمال می رود آنها در جایی مثل سحابی بیرون از منظومه شمسی پدید آمده باشند. سحابی، ابری از گاز، هیدروژن، هلیوم و سایر گازهای یونیزه است که منظومه شمسی از آنها به وجود آمد. «جیم کریستون» محقق از آزمایشگاه ملی برکلی لارنس بیان کرد: «وجود انواع ویژه کربن آلی در هر دو مناطق درونی و بیرونی ذرات نشان می دهد فرایند شکل‌گیری به طور کامل در دماهای پایین روی داد. بنابراین، این ذرات گرد و غبار میان سیاره‌ای قبل از شکل‌گیری اجرام سیاره‌ای در منظومه شمسی برجای ماندند.» این یک نمونه تحقیقی است که به ما کمک می کند تا منشاء کائنات را به شیوۀ بهتری درک کنیم. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ «PNAS» منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

خوشه‌های کروی ۴ میلیارد سال جوان‌تر هستند

بیگ بنگ: بر اساس تحقیقات جدید به رهبری دانشگاه وارویک، خوشه‌های کروی می توانند تا ۴ میلیارد سال جوانتر از آنچه تصور می شد، باشند. تصور بر این بود قدمت خوشه‌های کروی که از صدها هزار ستاره تشکیل یاقته‌اند، با قدمت خود جهان برابری می کند؛ اما به پاس مدل‌های تحقیقاتیِ تازه طراحی شده، محققان دریافتند که این خوشه‌ها قدمتی به درازای ۹ میلیارد سال دارند، نَه ۱۳ میلیارد سال.

تکامل ستاره‌ای دوتایی درون یک خوشه کروی

به گزارش بیگ بنگ، این اکتشاف تازه نظریه‌های فعلی درباره چگونگی ایجاد کهکشان‌ها را به چالش می کشد. انتظار می رود بین ۱۵۰ تا ۱۸۰ خوشه تنها در کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. مدل‌های «ترکیب طیفی و جمعیت دوتایی» جدید که به اختصار «BPASS» نام دارند، به بررسی جزئیات تکامل ستارگان دوتایی درون خوشه‌های کروی می پردازد. این مدل‌ها برای بررسی رنگ نورهای حاصل از جمعیت‌های ستارگان دوتایی و همچنین آثار و بقایای عناصر شیمیایی در طیف‌شان مورد استفاده قرار می گیرند. در این فرایند تکاملی، دو ستاره در یک منظومه دوتایی با همدیگر برهمکنش می کنند؛ یکی از ستاره‌ها به غول تبدیل می شود، در حالی که نیروی گرانش ِ ستارۀ کوچکتر باعث از بین رفتن اتمسفر می شود. با این زد و خوردها، هیدروژن و هلیوم در میان سایر عناصر به وجود می آیند. تصور بر این بود که این ستاره‌ها قدمتی برابر با خود خوشه کهکشانی داشته باشند.

محققان توانستند با استفاده از مدل‌های BPASS و محاسبه سن منظومه‌های ستارگان دوتایی، نشان دهند که خوشه ستاره‌ای چه سنی دارد. مدل‌های BPASS با همکاری دکتر «جی جی البریج» از دانشگاه اوکلند طراحی شدند، قبلا هم در بررسی ویژگی‌های منظومه‌های ستاره‌ای جوان، نقش موثری داشتند. دکتر «الیزابت استَونی» از گروه «اخترشناسی و اخترفیزیک دانشگاه وارویک» و محقق ارشد در یافته‌های جدید این چنین توضیح می دهد: «تعیین سن ستاره‌ها همواره به مقایسه مشاهدات با مدل‌ها بستگی دارد؛ مدل‌هایی که درک‌مان از چگونگی ایجاد و تکامل ستارگان را به آنها مدیون هستیم. این درک در طول سال‌ها دستخوش تغییر قرار گرفته است و ما هم از اثرات تعدد ستارگان آگاه بوده‌ایم؛ برهمکنش میان ستارگان و همدم‌هایشان.»

دکتر استونی بیان می دارد که یافته‌های تحقیق درهای جدیدی را به روی نحوه ایجاد کهکشان‌های غول‌پیکر و ستاره‌های درون آنها می گشاید: «لازم به ذکر است که هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد؛ به ویژه در زمینه بررسی منظومه‌های مجاور؛ البته باید به یاد داشت که نتیجه فوق هم بسیار جالب و با ارزش است. اگر صحت داشته باشد، تصور ما را از مراحل ابتدایی تکامل کهکشان و ستارگان تغییر می دهد. ما قصد داریم این تحقیقات را در آینده ادامه دهیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Monthly Notices of a Royal Astronomical Society منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

سحابی تاریک در برج ثور

بیگ بنگ: گاهی اوقات حتی غبار تیرۀ فضای بین ستاره‌ای زیبایی بی‌رحمانه‌ای دارد. یکی از این زیبایی‌ها در صورت فلکی برج ثور دیده می شود. رشته‌هایی که در این نشان داده شده‌اند در آسمان بین خوشۀ پروین و سحابی کالیفرنیا یافت می شوند.

DarkNebulas POSSCzernetzچند ستارۀ درخشان با نور آبی دیده می شوند که غبار تاریک را منعکس می کنند. ستارگان دیگر به طرز غیرعادی قرمز به نظر می رسند زیرا نورشان به آسانی نمی تواند از میان ستون غبار ِ تاریک عبور کند و وقتی نور آبی پراکنده می شود، نور قرمز باقی می ماند. با این حال، ستارگان دیگر در پشت ستون‌های غبارآلود پنهان شده‌اند که در اینجا مشاهده نمی شوند. این صحنه آرام به نظر می رسد، اما در واقع یک حلقۀ دائمی از جنجال و هیاهو و تولد دوباره است. علت این آرامش این است که گره‌های حجیم گاز و غبار به طور گرانشی به اشکالی از ستارگان جدید فروپاشی می شوند – ستارگانی که هم غبار جدید را در جوشان تولید می کنند و هم غبار قدیمی را با نور و بادهای پرانرژی‌شان از بین می برند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

هایابوسا ۲ به سیارک ریوگو نزدیک می‌شود

بیگ بنگ: شبیه یک الماس فضایی بزرگ به نظر می رسد – اما با دهانه. این ریوگو ۱۶۲۱۷۳ است و مأموریت رباتیک هایابوسا ۲ متعلق به ژاپن اکنون در حال رسیدن به این سیارک در نزدیکی زمین است.

هایابوسا ۲ ، ناوگانی از کاوشگران جدا شدنی را با خود حمل می کند، از جمله دو ضربه‌گیر، چهار سطح نشین هوورر، سه هوپر با اندازۀ کوچک و دیده‌بان متحرک سطح سیارک (MASCOT) که بر روی سطح ریوگو فرود می آیند، گردش می کنند و آن را مطالعه می نمایند. بیشتر این تجهیزات مجهز به دوربین هستند. علاوه بر آن، هایابوسا ۲ ، خودش نیز به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده که نمونه‌ها را از روی سطح جمع‌آوری می کند و در پایان سال ۲۰۲۰ آنها را برای تجزیه و تحلیل بیشتر به زمین باز می گرداند. چیزی که قبلأ در مورد سیارک ریوگو مشخص شده بود مدارش بود که حدود یک کیلومتر وسعت دارد و دارای یک سطح تاریک است که رنگ‌های غیرعادی را منعکس می کند. مطالعۀ ریوگو نه تنها می تواند اطلاعاتی را در مورد سطح و داخل این سیارک به بشریت بگوید، بلکه می تواند نشان دهد که چه موادی در اوایل منظومه شمسی برای تکامل حیات موجود بودند. در اینجا یک سری از عکس‌ها ،ویژگی‌هایی از لبه‌ها و دهانه‌های بزرگ ِ این سیارک را نشان می دهند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod