لبه فضا 20 کیلومتر نزدیک زمین شد

لبه فضا ۲۰ کیلومتر نزدیک زمین شد

اخترفیزیکدان دانشگاه هاروارد می‌گوید که مدل‌سازی ریاضی نشان داده است که فضا تنها کمی بیش از ۸۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین است.

جو زمین و فضای بیرونی از کجا آغاز می‌شوند؟ یک مقاله جدید می‌گوید فضا تنها در فاصله ۸۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.

“جاناتان مکداول” اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان استدلال می‌کند که دانشمندان ممکن است مرز فضای بیرونی را اشتباه گرفته باشند.

وی در یک مطالعه جدید که برای انتشار در مجله Acta Astronautica برنامه‌ریزی شده است، می‌گوید که فضای بیرونی در ارتفاع ۸۰ کیلومتری از سطح زمین و به طور کلی حدود ۲۰ کیلومتر کمتر از خط کارمن(Karmán) قرار دارد.

خط کارمن از تئوری رایج در دهه ۱۹۶۰ میلادی می‌آید که فرض را بر این گذاشته بود که فضای بیرونی، ۱۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین است.

خط کارمن چیست؟

خط کارمن(Karman line) خطی فرضی در آسمان در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری (۶۲ مایلی) از سطح دریاهای آزاد زمین است.

این خط از دیدگاه هوانوردی، نشان دهنده مرز میان اتمسفر زمین و فضای بیرونی آن است.

این تعریف توسط فدراسیون بین‌المللی هوانوردی (FAI)پذیرفته شده و این فدراسیون عهده‌دار تنظیم استانداردها و نگهداری و ثبت رکوردهای بین‌المللی برای مکانیک پرواز و امور هوانوردی است.

این خط به نشانه قدردانی از “تئودوره فون کارمن”، مهندس و فیزیکدان مجارستانی-آمریکایی که قبل از هر چیز، هوانورد و فضانوردی فعال نیز بود، «خط کارمن» نامیده می‌شود.

کارمن برای نخستین بار از راه محاسبه به این نتیجه رسیده بود که در حدود چنین ارتفاعی جو زمین برای پرواز و هوانوردی، بیش از حد نازک می‌شود.

یک وسیله نقلیه هوایی در این ارتفاع ناچار است که سریع‌تر از سرعت مداری پرواز کند تا بتواند به اندازه کافی نیروی “برا” یا (برداشت آیرودینامیکی) و (صرف نظر از نیروی گریز از مرکز) برای نگهداری خود تولید کند.

افزایش ناگهانی دما و تعامل با تابش پرتوهای خورشیدی درست در زیر این خط قرار دارد که خود خط را در درون ترموسفر قرار می‌دهد.

فضای بیرونی

فضای بیرونی که در اصطلاح عامیانه به آن فضا می‌گویند، به منطقه‌ای نسبتا خلا در گیتی گفته می‌شود که خارج از جو می‌باشد.

عبارت فضای بیرونی، برای جدا کردن آن از فضای هوایی و منطقه خاکی، بر روی آن گذاشته شده است.

هیچ مرز مشخصی میان جو زمین و فضا وجود ندارد، ولی هرچه از فضا به اتمسفر زمین نزدیکتر شویم، چگالی کمتر می‌شود. یعنی چگالی فضاهای دور از اتمسفر بیشتر است.

در نهایت “مکداول” می‌گوید که دیدگاه سنتی در مورد لبه فضا، براساس دهه‌ها اطلاعات نادرست در مورد اشیای در حال چرخش زمین است.

وی از ۱۳ سالگی اطلاعاتی را در مورد هر موشکی که به فضا پرتاب شده بود به عنوان سرگرمی جمع می‌کرد که اغلب وی را کنجکاو می‌کرد که ببیند کدام موشک‌ها واقعا به فضا (فضای بیرونی) رفته‌اند و کدامشان در جو زمین باقی مانده‌اند.

“مکداول” در مطالعه‌اش، مدل‌ها و الگوهای مداری ۴۳ هزار ماهواره را براساس اطلاعاتی که از فرماندهی دفاع هوایی آمریکا در آمریکای شمالی گرفته بود، مورد بررسی قرار داد.

اکثریت قریب به اتفاق ماهواره‌ها در مدارهای بالایی خط کارمن واقع شده‌اند که به این معنی است که آنها در فضای بیرونی هستند.

با این حال، ۵۰ ماهواره که پس از اتمام مأموریت‌های خود، چندین چرخش حول زمین و در ارتفاع بسیار پایین‌تر از محدوده ۱۰۰ کیلومتری انجام داده بودند، توجه مکداول را جلب کرد.

به عنوان مثال، ماهواره شوروی Electron-4، پیش از ورود به جو زمین، خود را تا ارتفاع ۲۰۰ کیلومتری بالا برد و سپس خود را منفجر کرد.

مکداول به دنبال توسعه یک مدل ریاضی رفت که نقطه‌ای را که هر ماهواره از مدار خود بیرون آمده بود و در هنگام ورود به جو سوخته بود، شناسایی می‌کرد.

این مدل به دقت نشان داد که فضای بیرونی از آنچه تاکنون تصور می‌شد، به سطح زمین نزدیکتر است.

یافته‌های جدید با دانش موجود در مورد جو، سازگار است. چرا که مزوپاز که سردترین لایه جو است در ارتفاع ۸۴ تا ۱۰۰ کیلومتری بالاتر از سطح زمین قرار دارد.

در این لایه از جو، دما به شدت کاهش می‌یابد و ذرات باردار بیشتری آزادانه در حرکت هستند. به عبارت دیگر، به نظر می رسد مزوپاز نسبت به لایه‌های پایین‌تر از خود، بیشترین شباهت را به فضا دارد.

همچنین شهاب‌سنگ‌ها در فاصله ۷۰ تا ۱۰۰ کیلومتری در برخورد به جو زمین متلاشی می‌شوند. زیرا هوا در جو، فشرده است و شهاب‌سنگ را به سرعت تا ۳۰۰۰ درجه فارنهایت(۱۶۴۸ درجه سانتی‌گراد) داغ می‌کند.

منبع:ایسنا

صاعقه در مشتری و زمین شبیه هم است

صاعقه در مشتری و زمین شبیه هم است

در سال ۱۹۷۹ وجود صاعقه‌ در سیاره مشتری توسط فضاپیمای “وویجر۱” (Voyager 1) 1979 شناسایی شد، اکنون یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که اصابت صاعقه در غول‌های گازی سیاره مشتری مشابه زمین است.

فضاپیمای “جونو” (Juno) که در سال ۲۰۱۶ در مدار قطبی سیاره مشتری قرار گرفت، به مطالعه صاعقه این غول‌های گازی می‌پرازد.

پیش از این دانشمندان بر این باور بودند که بروز صاعقه در مشتری متفاوت است در حالیکه اکنون نظری دیگر دارند. در مطالعه‌ای که اخیرا در مجله ” Nature ” منتشر شد، دانشمندان بر این باورند که شباهت‌هایی میان صاعقه در مشتری و صاعقه در زمین وجود دارد. آنها همچنین دریافتند که صاعقه در مشتری در ابعاد مختلف نیز می‌تواند کاملا متفاوت باشد. هر دو نوع صاعقه هنگام وقوع در آسمان، موجب انتشار امواج رادیویی می‌شوند.

پیش از مطالعه یافته‌های فضاپیمای جونو، دانشمندان مطمئن نبودند که آیا صاعقه در مشتری ممکن است به طور قابل توجهی ضعیف‌تر از صاعقه در زمین باشد یا خیر.

سیگنال‌های صاعقه در مشتری در محدوده طیف رادیویی کیلوهرتز ثبت شده است. پس از نزیک شدن فضاپیمای جونو به سیاره مشتری، این فضاپیما توانست ۳۷۷ انفصال صاعقه را شناسایی کرده و آنها را در محدوده مگا هرتز و گیگا هرتز قرار دهد.

دانشمندان دریافتند صاعقه در مشتری چند تفاوت با صاعقه در زمین دارد. فعالیت‌های صاعقه‌ای بسیاری در نزدیکی قطب‌های این سیاره وجود دارد، اما هیچ یک از آنها در خط استوا نیستند در حالیکه بخش عظیمی از صاعقه‌های زمین در نزدیکی خط استوا رخ می‌دهند.

به دلیل دریافت بخش زیادی از حرارت خورشید، بیشتر صاعقه‌های زمین در نزدیکی خط استوا رخ می‌دهند. خط استوا بخش عظیمی از تابش خورشیدی را دریافت می‌کند که این عمل باعث ایجاد هوای مرطوب و گرم و در نتیجه سبب ایجاد رعد و برق می‌شود اما این روند در سیاره مشتری به گونه‌ی دیگری است.

در سیاره مشتری بخش عظیمی از گرما، از خورشید بدست نمی‌آید زیرا این سیاره ۲۵ برابر کمتر از زمین، نور خورشید دریافت می‌کند و این در حالی است که بخش زیادی از گرمای مشتری عمدتا از خود این سیاره حاصل می‌شود.

همانند زمین، گرم‌ترین قسمت سیاره مشتری نزدیک استوا است و این گرما باعث ایجاد ثبات در محیط فوقانی نزدیکی خط استوا می‌شود. این قطب‌ها ثبات جوی ندارند و این گازهای گرم داخل مشتری را قادر می‌سازد تا به جو بروند که این کار سبب به وجود آمدن صاعقه می‌شود.

محققان هم چنین بزرگترین پایگاه داده رادیویی با فرکانس پایین را در اطراف مشتری ایجاد کردند. این پایگاه بیش از ۱۶۰۰ سیگنال فضاپیما جونو را جمع‌آوری کرده است و قادر است در هر ثانیه چهار صاعقه که سرعت آن مشابه صاعقه در زمین است را ثبت کند. سیزدهمین پرواز فضاپیمای جونو، در ۱۶ جولای (۲۵ تیر) انجام خواهد شد.

منبع: ایسنا

چرا زمین مانند مریخ قرمز نیست

چرا زمین مانند مریخ قرمز نیست

طبق تحقیقات جدید، دلیل اصلی که سبب می‌شود زمین مانند مریخ قرمز نباشد، کمبود آهن است. برعکس، این فراوانی آهن است که سبب درخشش سیاره سرخ می‌شود.

اگرچه زمین در پوسته خود آهن دارد و همچنین اگرچه سنگ‌هایی که روی سیاره ما قرار دارند ممکن است در طول زمان تغییر رنگ دهند و قرمز شوند اما زمین به اندازه مریخ دارای آهن نیست. مدتهاست دانشمندان معتقدند که چیزی در پوسته زمین وجود دارد که در حال از بین بردن آهن است. آنها بر این باورند که ماده “مگنتیت کانی” (mineral magnetite) است.

محققان نتیجه گرفتند که شکنش گارنت، به دلیل ترجیح آن بر آهن همزمان باعث اکسیداسیون و تخلیه آهن ماگما می‌شود.

به نظر می رسد گارنت برخلاف مگنتیت اغلب در نقاطی که کمبود آهن رخ می‌دهد، وجود دارد. علاوه بر این، “اَلماندین” (Almandine) ، یک ماده معدنی تحت گروه گارنت، دارای آهن است و در محیط گرم و فشار بالا تشکیل شده است.

با این حال، بسیاری از مطالعات بر اساس یک سنگ گارنت به نام “بیگانه‌سنگ” (xenoliths) است که بر روی زمین یافت شده است. بدین منظور اکنون مطالعه بر روی سنگ‌ها مؤثرترین راه برای مشاهده فرآیندهای زمین شناسی است که در زیر زمین رخ می‌دهد.

این مطالعه در مجله ” Science Advances” منتشر شد.

منبع: ایسنا