این مرز، به اصطلاح "خورنیام" (Heliosheath) نامیده می‌شود. در آن‌سوی مرز، ذرات باردار میان‌ستاره‌ای، مثل بادی که از کنار پنجره‌های ماشین می‌گذرد، از کنارمان عبور می‌کنند و هرگز به درون منظومه شمسی وارد نمی‌شوند، اما ذرات خنثای میان‌ستاره‌ای سرنوشتی متفاوت دارند. آن‌ها مرزی روبه‌روی خود نمی‌بینند و ۷.۵ میلیارد کیلومتر دیگر را هم به‌مدت ۳۰ سال طی می‌کنند تا به خورشید برسند، از کنارش عبور کنند و مثل سنگی که از یک قلاب‌سنگ آزاد می‌شود، دوباره مسیر آمده را برگردند.

 

همین‌جا در همسایگی زمین، "کاوشگر مرز میان‌ستاره‌ای" ناسا یا IBEX، انتظار همین ذرات را می‌کشد. این کاوشگر به شکلی روش‌مند به بررسی ذراتی مشغول است که از سرزمین‌های مرموز همسایه به منظومه ما وارد می‌شوند. IBEX یک سال تمام را به نقشه‌برداری از سرتاسر آسمان سر می‌کند و در ماه‌های فوریه هر سال، ابزارآلاتش دوباره با نقطه‌ای همسو می‌شوند که ذرات از آنجا به منظومه ما راه پیدا می‌کنند. این کاوشگر در سال‌های ۲۰۰۹ و ۲۰۱۰ به آمارگیری از این ذرات پرداخت و هم‌اکنون بهترین و کامل‌ترین نگاه اجمالی ما به موادی را که در آن‌سوی مرزهای منظومه شمسی جاخوش کرده‌اند، رقم زده است.

 

خب نتیجه چه بود؟ در آن‌سوی مرز، محیطی بیگانه حکمفرماست: ماده‌ای که تحت عنوان ماده میان‌ستاره‌ای می‌شناسیم، هیچگونه شباهتی به مواد سازنده منظومه شمسی ندارد. اریک کریستین (Eric Christian)، از دانشمندان مأموریت IBEX، وابسته به پایگاه پروازهای فضایی گادرد ناسا می‌گوید: "ما به بررسی مستقیم چهار نوع مختلف از اتم‌های فضای میان‌ستاره‌ای پرداختیم و متوجه شدیم که فراوانی‌شان شبیه به آن چیزی نیست که در منظومه شمسی مشاهده می‌کنیم. رصدهای IBEX، پرده از محیط رازآمیزی برکشید که در آن، منظومه شمسی به پایان می‌رسد و فضای میان‌ستاره‌ای شروع می‌شود."

 

این مشاهدات، بیش از آن که صرفاً کمکی به شناسایی نحوه توزیع عناصر سازنده فضای میان‌ستاره‌ای کنند، مدارکی راجع به نحوه زایش و تکوین منظومه شمسی، نوع نیروهایی که به لحاظ فیزیکی این منظومه را تحت تأثیر قرار می‌دهند و حتی تاریخچه دیگر ستارگان کهکشان ما را هم فراهم آوردند. دانشمندان، در مجموعه مقالاتی که به تاریخ سی و یکم ژانویه امسال در نشریه علمی Astrophysical Journal انتشار داده شد، گزارش دادند که به ازای هر ۲۰ اتم نئون موجود در فضای میان‌ستاره‌ای،  ۷۴ اتم اکسیژن وجود دارد. حال آنکه در درون منظومه شمسی ما به ازای همین تعداد اتم نئون، ۱۱۱ اتم اکسیژن می‌بینیم. این یعنی بر هر بخشی از منظومه شمسی‌ که دست بگذاریم، وفور عنصر اکسیژن، در مقایسه با سایر نواحی همسایه ما در کهکشان، بیشتر خواهد بود.

 

دیوید مک‌کوماس (David McComas)، پژوهشگر ارشد مأمویت IBEX، از انستیتو مطالعات جنوب غرب وابسته به دانشگاه کلرادو می‌گوید: "منظومه شمسی ما، با فضایی که احاطه‌اش کرده است فرق دارد و این، پای دو احتمال را پیش می‌کشد: یا منظومه شمسی در نقطه‌ای به غیر از محل کنونی‌اش در کهکشان متولد شده که مالامال از عنصر اکسیژن بوده است، یا اینکه مقادیر فوق‌العاده زیادی از این عنصر حیاتبخش، در ذرات غبار و یخ میان‌ستاره‌ای به دام افتاده و نمی‌تواند آزادانه در فضا سیر کند تا ما در اینجا مشاهده‌اش کنیم." حق با هرکدام از این دو احتمال باشد، مدل‌سازی‌های کنونی از نحوه تشکیل منظومه شمسی- و حیات- نیاز به بازبینی خواهند داشت.

 

بررسی باد میان‌ستاره‌ای، اطلاعات گرانبهایی راجع به نحوه تعامل منظومه شمسی با سایر نقاط فضا را هم در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد و این یکی از اهداف کلیدی مأموریت IBEX است. کار IBEX که مأموریتی متعلق به برنامه اکسپلورر ناسا (شامل فضاپیماهای کوچک و کم‌خرج) است که اهداف پژوهشی مهمی را زیر نظر دارند، بررسی خورنیام و همچنین مرز بیرونی حباب مغناطیسی منظومه شمسی یا به اصطلاح خورسپهر است که محل تعامل ذرات باد خورشیدی با باد میان‌ستاره‌ای است.

 

کاوشگرهای پیشین هم مدارکی راجع به چند و چون این تعاملات به دست آورده بودند. مثلاً فضاپیمای اولیس، به رصد جریان هلیومی تازه‌واردی پرداخت که با سرعت ۳۶ هزار و ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت از کنار سیاره مشتری می‌گذشت. داده‌های جدید IBEX اما نشان می‌دهند که باد میان‌ستاره‌ای نه‌تنها سرعت کمتری- در حدود ۳۲ هزار و ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت- دارد، بلکه از سمت و سوی دیگری هم می‌آید که به احتمال فراوان، در حدود چهار درجه با جهتی که پیشتر به‌دست آمده بود، اختلاف دارد. چنین تفاوتی شاید در نگاه اول اصلاً به چشم نیاید، اما اگر آن را به فشار وارده از سوی باد میان‌ستاره‌ای به منظومه شمسی ترجمه کنیم، یک اختلاف 20 درصدی با مشاهدات پیشین بروز خواهد کرد. کریستین می‌گوید: "تعیین فشار وارده بر خورسپهر از جانب مواد و همچنین میدان‌های مغناطیسی میان‌ستاره‌ای، در تعیین ابعاد و شکل منظومه‌ شمسی‌مان حین حرکتش در پهنه کهکشان کمک خواهد کرد."

 

مشاهدات IBEX، اطلاعاتی راجع به ابری که منظومه شمسی در آن واقع شده هم به دست داده است. این ابر که به "ابر محلی میان‌ستاره‌ای" مشهور است، با باد میان‌ستاره‌ای که سرعت یکنواختی ندارد، فرق می‌کند. منظومه شمسی و خورسپهری که احاطه‌اش کرده، در حدود ۴۵ هزار سال است که در مسیر حرکت‌شان در پهنه کهکشان، وارد این ابر محلی شده‌اند.

 

ازآنجا که بررسی‌های قدیمی‌تر فضاپیمای اولیس در خصوص سرعت باد میان‌ستاره‌ای حکایت از این می‌کرد که منظومه ما با سرعتی بینابین سرعت حرکت ابر محلی و ابر همسایه‌اش جابه‌جا می‌شود، احتمالاً ما نبایستی درون ابر واقع شده باشیم، بلکه در لبالب مرزش هستیم و داریم آن را پشت سر می‌گذاریم؛ اما مشاهدات IBEX نشان از این می‌دهد که ما، دست‌کم در حال حاضر، دقیقاً درون ابر هستیم. مک‌کوماس می‌گوید: "در چندصدسال و یا چندهزار سال آینده که در مقایسه با مقیاس‌های زمانی کهکشان، چشم‌برهم‌زدنی هم محسوب نمی‌شود، خورسپهر ما ابر محلی را ترک خواهد گفت و به محیطی کاملاً متفاوت از کهکشان پا خواهد گذاشت."

 

این مشاهدات، افزون بر فراهم‌سازی اطلاعاتی گرانبها راجع به چگونگی تعامل منظومه شمسی با محیط همسایه‌اش، از مدارکی در خصوص سیر تحول ماده در جهان هستی هم پرده برکشیده‌اند. درحالیکه انفجار بزرگ، تنها از پس تولید عناصر هیدروژن و هلیوم برآمد. تنها انفجارهای ابرنواختری در هنگام مرگ ستارگان، قابلیت تولید عناصر سنگین‌تری چون اکسیژن و نئون را در پهنه کهکشان دارند. کسب اطلاع از مقادیر این عناصر، می‌تواند به درک سیر تکامل و تکوین کهکشان ما کمک کند.

 

مک‌کوماس می‌گوید: "این مجموعه‌مقالات حاوی چندین مدرک دست اول و سرراست، در خصوص محیط میان‌ستاره‌ایِ گرداگردمان هستند. مدت‌هاست که در تلاش برای درک کهکشان‌مان هستیم و با وجود این مشاهدات، گام بلندی به‌سوی درک محیطی که در همسایگی‌مان واقع شده است، برداشته‌ایم."

 

تا چند سال آینده، فضاپیماهای ویجر از مرز منظومه شمسی خارج می‌شوند. با کنار هم چیدن شواهدی که از چندین کاوشگر ناسا – شامل اولیس، ویجرها، IBEX و دیگران – به دست آمده، ما برای نخستین بار، در آستانه گام نهادن به قلمرو درک محیط پیچیده آنسوی مرزهای منظومه شمسی هستیم. بررسی چیزهایی که در ورای خورنیام جا گرفته، به اخترزیست‌شناسان کمک خواهد کرد تا درک بهتری از ماهیت منظومه شمسی و همچنین شرایطی صورت دهند که باعث شده تا منظومه ما و خصوصاً زمین، میزبان خوبی برای حیاتی ما که می‌شناسیم از آب درآید.

 

 

 

طرحی از کاوشگر IBEX / ناسا