تعریف پدیده های نجومی و شرح آنها !

[Easy Bug]

سیاهچاله از دید دیگر

سياهچاله چيست؟
در چند جمله كوتاه ميتوان گفت، سياهچاله ناحيه اي از فضاست كه مقدار بسيار زيادي جرم در آن تمركز يافته و هيچ شيئي نمي تواند از ميدان جاذبه آن خارج شود.از آنجا كه بهترين تيوري جاذبه در حال حاضر تيوري نسبيت عام انيشتن است،در مورد سياهچاله و جزيياتش بايد طبق اين تيوري تحقيق و نتيجه گيري كنيم. ابتدا از مفهوم جاذبه و شرايط ساده تر آغاز مي كنيم.

فرض كنيد روي سطح يك سياره ايستاده ايد. يك سنگ را به سمت بالا پرتاب مي كنيد. با فرض اينكه آن را خيلي خيلي محكم پرتاب نكرده باشيد براي مدتي به سمت بالا حركت مي كند و نهايتا شتاب جاذبه باعث مي شود به پايين سقوط كند. اما اگر سنگ را به اندازه ي لازم محكم پرتاب كرده باشيد مي توانيد آن را به كل از جاذبه سياره خارج كنيد و سنگ بالا رفتن را تا ابد ادامه خواهد داد. سرعتي كه لازم است تا يك شيي را از حاذبه سياره خارج كند سرعت فرار يا سرعت گريز نام دارد. همانطور كه انتظار مي رود سرعت فرار به جرم سياره بستگي دارد. اگر سياره اي جرم زيادي داشته باشد كشش جاذبه آن زياد خواهد بود و نتيجتا سرعت فرار آن بيشتر خواهد شد. سياره سبكتر سرعت فرار كمتري خواهد داشت. همچنين سرعت فرار به فاصله از مركز سياره نيز بستگي دارد. هر چه به مركز سياره نزديك تر شويم سرعت فرار نيز بيشتر مي شود.

سرعت فرار زمين Km/s 11.2 يا m/h 25000 است. در حالي كه سرعت فرار در ماه فقط Km/s 2.4 يا m/h 5300 است.

حال يك جرم بسيار زياد را كه در يك ناحيه با شعاع بسيار كوچك تمركز يافته تصور كنيد. سرعت فرار چنين ناحيه اي از سرعت نور بيشتر خواهد بود و چون هيچ شييي نمي تواند سريعتر از نور سير كند پس هيچ شييي نمي تواند از ميدان جاذبه چنين ناحيه اي خارج شود ، حتي يك دسته پرتو نور.

ايده تفكر در مورد جرمي چنان چگال كه حتي نور نيز نتواند از آن خارج شود متعلق به لاپلاس در قرن هجدهم است. تقريبا بلافاصله پس از بيان نظريه نسبيت عام توسط انيشتين ، كارل شوارتز شيلد يك راه حل رياضي براي معادلات تيوري اين اجرام كشف كرد و سال ها بعد اشخاصي چون اپنيمر و ولكف واشنايدر در دهه 1930 به طور جدي درباره امكان وجود چنين نواحي در عالم به تحقيق پرداختند. اين پژوهشگران نشان دادند، هنگامي كه محتويات سوخت يك ستاره پرجرم به پايان مي رسد، نمي تواند در مقابل جاذبه دروني خود مقاومت كند و به صورت يك سياهچاله در خود فرو مي ريزد.

در نسبيت عام جاذبه از عوامل انحراف فضاي 4 بعدي است. اشياء بسيار پرجرم باعث انحرافات محورهاي زمان و فضا مي شوند در حدي كه قوانين هندسي اعتبار خود را از دست مي دهند و به كار نمي آيند. اين انحراف در اطراف يك سياهچاله بسيار چشمگير است و باعث مي شود كه سياهچاله ها خصوصيات عجيبي داشته باشند. هر سياهچاله چيزي به نام افق حادثه ( event horizon ) دارد، كه سطحي كروي است و مرز سياهچاله را مشخص مي كند. شما مي توانيد وارد اين افق شويد اما نمي توانيد از آن رهايي يابيد. در حقيقت وقتي وارد افق شديد محكوم به نزديك و نزديك تر شدن به مركز سياهچاله هستيد.

درباره افق مي توان اين تصور را داشت كه افق جايي است كه در آن سرعت گريز برابر با سرعت نور است. در خارج از افق سرعت گريز كمتر از سرعت نور است. بنا بر اين در صورتي كه راكت هاي شما به اندازه كافي انرژي داشته باشند مي توانيد از افق دور شويد اما وقتي وارد افق شديد راهي براي خروج نداريد. افق خصوصيات هندسي عجيبي دارد، براي يك ناظر كه فاصله زيادي از سياهچاله دارد، افق جاي خوبي به نظر مي رسد كه كروي و ساكن است. اما در صورتيكه به سياهچاله نزديك شويد متوجه خواهيد شد افق با سرعت بسيار زياد و يا در حقيقت با سرعت نور به سمت بيرون در حركت است. چون افق با سرعت نور به سمت بيرون گسترش مي يابد، پس براي خروج از افق بايد سرعتي بيش از سرعت نور داشته باشيم. و چون مي دانيم كه نمي توانيم با سرعتي بيش از سرعت نور سير كنيم پس هيچ گاه نخواهيم توانست از سياهچاله فرار كنيم.

اگر اين مطالب بسيار عجيب به نظر مي رسند، نگران نباشيد، واقعا عجيب هستند. افق از جهتي ثابت و از جهتي نا پايستار است. اين مطلب تا حدي شبيه به داستان آليس در سرزمين عجايب است. او بايد تا جايي كه مي توانست سريع حركت مي كرد تا مي توانست در يك جا بماند.

در درون افق فضا در حدي منحرف مي شود كه مختصات طول و زمان جايشان عوض مي شود به اين معني كه مختص نشان دهنده فاصله از مركز سياهچاله كه r نام دارد، يك مختص زماني و t يك مختص فضايي مي شود. نتيجه اين جابجايي اين است كه نمي شود از كوچك شدن لحظه به لحظه r جلوگيري كرد، مشابه شرايط معمولي كه از رسيدن به آينده گريزي نيست (يعني به طور معمول t در حال افزايش است) در نهايت بايد به مركز جايي كه r = 0 است برسيم. ممكن است فكر كنيد با روشن كردن راكت ها مي توان از افق خارج شد، اما اين كار نيز بيهوده است. از هر ماده اي كه استفاده كنيد، نمي توانيد از آينده خود گريزي داشته باشيد. پس از وارد شدن به افق، تلاش براي دور شدن از مركز سياهچاله درست مثل تلاش براي نرسيدن به پنجشنبه آينده است.

نام سياهچاله را براي اولين بار جان آرچيبالد ويلر پيشنهاد داد كه نام مناسبي به نظر مي رسيد، چون از نام هاي پيشنهادي قبل از خودش جذاب تر بود. پيش از ويلر از اين نواحي با عنوان ستاره هاي منجمد ياد مي شد. در ادامه توضيح خواهم داد كه چرا اين نام را به آن ها داده بودند.

سياهچاله چه اندازه اي دارد؟

اندازه هر چيز دو جنبه دارد. در اولين جنبه مي گوييم اين جسم چه ميزان جرم دارد و در جنبه ديگر آن را از نظر حجم بررسي مي كنيم. ابتدا درباره جرم سياهچاله بحث مي كنيم.

براي ميزان جرم يك سياهچاله محدوديتي وجود ندارد. هر مقدار جرمي درصورتي كه به اندازه كافي چگال باشد مي تواند سياهچاله تشكيل دهد. حدس مي زنيم كه سياهچاله هاي موجود از مرگ ستارگان پرجرم تشكيل يافته اند، بنا بر اين بايد به همان اندازه جرم داشته باشند. به عنوان نمونه جرم يك سياهچاله در حدود 10 برابر جرم خورشيد است، يعني جرمي معادل 10 به توان 31 كيلوگرم.

هر چه جرم سياهچاله بيشتر باشد فضاي بيشتر اشغال خواهد كرد. در حقيقت شعاع شوارتز شيلد (شعاع افق) و جرم نسبت مستقيم دارند. اگر سياهچاله اي 10 برابر يك سياهچاله ديگر جرم داشته باش، شعاعش نيز 10 برابر ديگري خواهد بود. شعاع سياهچاله اي هم جرم خورشيد 3 كيلومتر است. بنا بر اين، اگر سياهچاله اي 10 برابر خورشيد جرم داشته باشد شعاعش 30 كيلومتر خواهد بود و سياهچاله اي كه در مركز يك كهكشان با جرم يك مليون برابر خورشيد 3 ميلون كيلومتر شعاع خواهد داشت. ممكن است اين مقدار شعاع زياد به نظر برسد ولي با استانداردهاي نجومي خيلي هم عجيب نيست. به عنوان مثال شعاع خورشيد 700000 كيلومتر است و يك سياهچاله بسيار بسيار سنگين شعاعي فقط در حدود 4 برابر خورشيد دارد.

در صورت سقوط در سياهچاله چه بلاي به سرم مي آيد؟

فرض مي كنيم در داخل يك فضا پيما به سمت يك سياهچاله با جرم يك مليون برابر خورشيد در مركز كهكشان راه شيري در حال حركت هستيد. (بحث هاي زيادي در مورد وجود سياهچاله در مركز كهكشان راه شيري وجود دارد. اما فرض مي كنيم حداقل براي چند ثانيه اين سياهچاله موجود باشد.) از فاصله دور راكت ها را خاموش كرده ايد و به سمت سياهچاله سرازير مي شويد. چه اتفاقي خواهد افتاد؟

در ابتدا هيچ جاذبه اي را حس نخواهيد كرد چون در حال سقوط آزاد هستيد، همه قسمتهاي بدنتان به يك صورت كشيده خواهند شد و احساس بي وزني خواهيد كرد (اين دقيقا همان چيزي است كه در مدار زمين براي فضا نوردان اتفاق مي افتد. با اين حال نه فضا نورد و نه شاتل هيچ نيروي جاذبه اي را حس نمي كنند.) همين طور كه به مركز سياهچاله نزديك و نزديك تر مي شويد نيروهاي جاذبه جزر و مدي را بيشتر حس خواهيد كرد. فرض كنيد پاهايتان نسبت به سرتان در فاصله كمتري از مركز سياهچاله قرار گرفته باشد. نيروي جاذبه با نزديك شدن به مركز سياهچاله بيشتر مي شود، بنا بر اين در پاهايتان نيروي جاذبه را بيشتر حس خواهيد كرد. و حس خواهيد كرد كشيده شده ايد ( اين نيرو نيروي جزر و مدي نام دارد چون دقيقا مانند نيرويي عمل مي كند كه باعث جزر و مد در سطح زمين مي شود). اين نيروها با نزديك شدن به مركز بيشتر و بيشتر خواهد شد تا جايي كه شما را پاره پاره كند.

براي يك سياهچاله خيلي بزرگ شبيه به آن كه شما در آن سقوط مي كنيد، نيروهاي جزر و مدي تا شعاع 600000 كيلومتري مركز قابل توجه نيستند. البته اين مطلب پس از ورود به افق اعتبار مي يابد. اگر در حال سقوط به يك سياهچاله كوچكتر هم جرم خورشيد بوديد، نيروهاي جزر و مدي از فاصله 6000 كيلومتري مركز شما را تحت تاثير قرار مي داد و شما خيلي زود تر از آنكه وارد افق شويد تكه پاره مي شديد (و اين موضوع علت اين است كه شما را در حال سقوط به يك سياهچاله بزرگ تصور كرديم تا بتوانيد حداقل تا وارد شدن به سياهچاله زنده باشيد). در حين سقوط چه چيزهايي مي بينيد؟ شما در حين سقوط چيز خاص و عجيبي را مشاهده نخواهيد كرد. تصوير اشيا درو ممكن است به شكل هاي عجيب و نا مربوط در آمده باشند، چون جاذبه سياهچاله نور را نيز منحرف مي كند. به ويژه وقتي وارد افق مي شويد هيچ اتفاق خاصي نخواهد افتاد. حتي پس از وارد شدن به افق نيز خواهيد توانست چيزهايي را كه بيرون هستند ببينيد. چون نوري كه از اشيا بيروني ساطع مي شود مي تواند وارد افق شود و به شما برسد. اما در بيرون از افق كسي قادر به ديدن شما نيست چون نور نمي تواند از افق خارج شود.

كل اين اتفاقات چقدر طول مي كشد؟ البته اين مطلب بستگي به اين دارد كه از چه فاصله سقوط به داخل سياهچاله را شروع كرده باشيد. فرض مي كنيم اين عمليات از جايي شروع شود كه فاصله شما از مركز 10 برابر شعاع سياهچاله باشد. براي سياهچاله اي با جرم يك ميليون برابر خورشيد 8 دقيقه طول مي كشد تا به افق برسيد، پس از آن 7 دقيقه ديگر در پيش داريد تا به ناحيه منحصر به فردي برسيد. البته اين زمان ها تقريبي است و به عنوان مثال در يك سياهچاله كوچكتر زمان مرگ نزديك تر خواهد بود. پس از پشت سرگذاشتن افق در 7 دقيقه باقيمانده از عمر ممكن است وحشت زده بشويد و شروع كنيد به روشن كردن راكت ها اما اين تلاش بيهوده است.

از يك فاصله مطمئن از سقوط در سياهچاله چه چيز مشاهده مي شود؟

چيزي كه از دور ديده مي ود با واقعيت كمي تفاوت دارد. همچنان كه شما به افق نزديك تر مي شويد ناظر حركت شما را آهسته و آهسته تر مي بيند. او هيچ گاه رسيدن شما را به افق نخواهد ديد.

سياهچاله اي را در نظر بگيريد كه از فرو ريختن يك ستاره شكل گرفته است. در حالي كه ماده تشكيل دهنده سياهچاله فرو مي ريزد، ناظر آن را كوچك و كوچك تر مي بيند، همچنين او نزديك شدن شما را مي بيند اما نمي تواند رسيدن به افق را ببيند و اين علت نام گذاري اوليه آنها يعني ستاره هاي منجمد است. چون به نظر مي رسد آن ها در فاصله اي به اندازه كمي بيشتر از شعاع شوارتز شيلد يخ زده اند.

چرا اينگونه به نظر مي رسد؟ مهمترين مطلبي كه در اين مورد عنوان شده يك خطاي نوري است. در حقيقت شكل گرفتن يك سياهچاله يا رسيدن شما به افق زمان نامحدودي نمي برد. وقتي شما به افق نزديك و نزديك تر مي شويد، نوري كه از شما ساطع مي شود به زمان بيشتري نياز دارد تا به ناظر برسد در واقع نوري كه بدن شما در هنگام گذر از افق ناظر ديگر تصويري از شما نمي بيند و حس مي كند رسيدن به افق چه زمان نامحدودي وقت مي برد.

از زاويه ديگري نيز مي شود به اين مسئله نگاه كرد. زمان در نزديكي افق بسيار آرامتر از فضاهاي دورتر سپري مي شود. فرض كنيد فضاپيماي شما براي خروج از افق در حركت است و براي چندين ثانيه آنجا توقف مي كند (با مصرف مقداري زيادي سوخت براي جلوگيري از سقوط به داخل). سپس شما به سمت ناظري مي رويد و به او ملحق مي شويد. متوجه مي شويد در طي اين ايام او سني بيش از شما دارد، در حقيقت زمان براي شما بسيار آهسته تر (كند تر) سپري شده است تا براي او.

به نظر شما كدام يك از اين دو نظريه فريب نور يا كندي زمان درست است؟ جواب بستگي به مختصاتي داردكه طبق آن به بررسي سياهچاله ها بپردازيد. طبق مختصات معمول كه مختصات شوارتز شيلد نام دارد، زماني افق را پشت سر مي گذاريد كه مختصات t (زمان) بي نهايت است. طبق اين مختصات گذر از افق زمان بي نهايت لازم دارد. اما علت اين مطلب اين است كه مختصات شوارتز شيلد تصوير تحريف شده اي از آنچه در اطراف افق مي گذرد به ما مي دهد. در حقيقت درست در افق مختصات كاملا تحريف شده و تغيير يافته اند. در صورتي كه مختصات واحدي را در نزديكي افق انتخاب نكرده ايد متوجه مي شويد كه در هنگام گذر از افق زمان واقعا محدود است. ولي زماني كه ناظر شما را مشاهده مي كند نامحدود است. تشعشات نياز به زمان بي نهايت و نامحدودي دارند تا به چشم ناظر برسند. پس شما مي توانيد از هر دو نوع مختصات استفاده كنيد، در عمل هر دوي آنها درست هستند. فقط دو بيان متفاوت از يك مطلب ارئه مي دهند. درعمل شما از چشم ناظر پنهان خواهيد ماند قبل از اينكه زمان بي نهايت سپري شود. براي يك جسم نوري كه از طرف سياهچاله تابش مي شود به طرف سرخي و طول موجهاي بيشتر مي رود.

بنا براين در صورتي كه شما نور مرئي با طول موجهاي ثابتي ساطع كنيد، ناظر آن را با طول موج بيشتري دريافت خواهد كرد. با نزديك تر شدن شما به افق اين طول موجها افزايش مي يابند. كه درنهايت به تابش هاي نامرئي، مادون فرمز و امواج راديويي خواهند رسيد. در بعضي نقاط طول موجها به قدري زياد خواهند بود كه ناظر نخواهد توانست آن ها را مشاهده كند. از گذشته به خاطر داريد كه نور در دسته هايي به نام فوتون ساطع مي شود. تصور كنيد در حين گذر از افق فوتون هايي ساطع كنيد. قبل از گذشتن از افق آخرين فوتون ها را ساطع خواهيد كرد، اين فوتون ها در زمان محدودي به چشم ناظر خواهند رسيد - به عنوان مثال براي چنان سياهچاله پر جرمي چيزي در حدود 1 ساعت.. و پس از آن ناظر ديگر قادر به ديدن شما نخواهد بود (فوتون هايي كه پس از گذر از افق ساطع مي شوند هيچ گاه به ناظر نمي رسند)...




منبع : هوپا

[Easy Bug]

پرتو کیهانی


پرتوهای کیهانی ذراتی هستند که در فضای خارج از زمین تولید شده و به جو زمین برخورد می‌کنند. این امواج در عبور از جو زمین و برخورد با ذرات اتمسفر به ذرات مختلفی مانند مزون‌ها و پوزیترون‌ها تبدیل می‌شوند.
تاریخچه


در سال ۱۹۱۲ ویکتور هس فیزیکدان اتریشی به دنبال حل معمای کم شدن بار اجسام باردار الکتروسکوپ‌هایی را در نقاط مختلف زمین نصب کرد و از تغییر میزان شدت کاهش بار نتیجه گرفت منشا پرتوهای باردار خارج از زمین است .در سال ۱۹۲۶ رابرت میلیکان به آن نام پرتو کیهانی را داد و به ویکتور هس به کشف پرتوهای کیهانی در سال ۱۹۳۶ جایزه نوبل فیزیک رسید.

ذرات ورودی


ذرات اولیه که به جو زمین وارد می‌شوند شامل ۹۲.۹ درصد پروتون،۶.۳ درصد هسته هلیوم(ذره آلفا)،۰.۱۳ درصد هسته عناصر لیتیوم، برلیوم و بور ۰.۴ درصد هسته عناصر کربن، نیتروژن، اکسیژن و فلوئور ۰.۱۸ هسته عناصر سنگین و ۰.۰۵ هسته عناصر بسیار سنگین است.

منابع ذرات


منابع این ذرات به ترتیب انرژی(از انرزی کمتر به بیشتر) عبارتند از:ستاره نوترونی، کوتوله سفید، لکه‌های خورشیدی، هسته‌های فعال کهکشانی، فضای میان‌سیاره‌ای، باقیمانده ابرنواختر، دیسک کهکشان، هاله کهکشان، خوشه‌های کهکشانی

با این حال هنوز بخش‌های زیادی از منابع پرتوهای کیهانی ناشناخته مانده‌است.

ورود ذرات به زمین


ذرات پس از نزدیک شدن به زمین به علت وجود مغناطوکره دور زمينی در شعاعی خاص می‌چرخند و پس از برخورد با جو واپاشی می‌کنند و ذرات واپاشی شده خود نیز در مسیر خود به سوی زمین واپاشی می‌کنند و به همین منوال ادامه پیدا می‌کنند تا به سطح زمین برسند و تعداد ذرات به زمین رسیده نسبت مستقیم با انرژی ذره اولیه دارد به مجموعه ذرات به زمین رسیده آبشار می‌گویند و در صورت بزرگ بودن این انرژی(در محدوده UHECR و بالاتر) به آن بهمن گسترده هوایی(EAS) می‌گویند.

طیف انرژی



در طیف انرژی این پرتوها چهار شکستگی وجود دارد:

نام	نام انگلیسی	انرژی
زانو	Knee	۱۰۱۶ eV‎[۴]‏
زانوی دوم	second knee	۶‎×۱۰۱۷ eV‎[۶]‏
قوزک	Ankle	۴‎×۱۰۱۸‎[۴]‏ eV
شکستگی GZK	GZK cut-off	۴‎×۱۰۱۹ eV‎[۴]‏

عکس

بین تعداد و انرژی رابطه دیفرانسیلی زیر برقرار است^[۴]:
که در آن :
E انرژیN تعداد است.



رصدخانه‌ها


برای رصد پرتوهای کیهانی از آشکارسازهای ذرات مانند آشکارساز چرنکوف و آشکارساز فلوئورسنس استفاده می‌شود.

معروف‌ترین رصدخانه‌های پرتو کیهانی عبارتند از:

• رصدخانه پیر اوجر:در مندوزا، آرژانتین قرار دارد و محیطی بالغ بر ۳٬۰۰ کیلومتر مربع را برای آشکارسازی بهمن‌های گسترده هوایی پوشش می‌دهد.و اکثر فعالیت این بخش روی پرتوهای کیهانی با انرزی بسیار زیاد(UHECR) است.
  
• رصدخانه آگاسا:در آکنو، ژاپن که از سال ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۴ فعال بود
  
• رصدخانه های‌رس:در داگ‌وی یوتا، آمریکا قرار دارد.
  
• رصدخانه آماندا:در قطب جنوب برای آشکارسازی نوترینوها به کار می‌رودولی از آن برای تحلیل اطلاعات دیگر پرتوهای کیهانی هم استفاده می‌شود.
  

شبیه‌سازی


برای شبیه‌سازی برخورد پرتوهای کیهانی با جو زمین و تولید آبشار از برنامه کورسیکا(CORSIKA) استفاده می‌شود

اثرات روی زمین


با بررسی دوره یازده ساله سیکل خورشیدی اثبات شد که پرتوهای کیهانی ناشی از خورشید در کاهش ضخامت لایه اوزن موثر است.

[Easy Bug]

ضمیمه اول برای "پرتو کیهانی"

مزون


مزون به معنی میانه توسط دانشمندی ژاپنی به نام هیدکی یوکاوا پیشنهاد گردید زیرا نیروی کولنی در هسته باید از کنار هم قرار گرفتن پروتون جلوگیری می‌کرد این نظریه اعلام می‌کند که در هسته و توسط نوترون‌ها ذراتی به نام مزون وجود دارد و این نیرو که اکنون نیروی قوی نامیده می‌شود از واپاشی هسته جلوگیری می‌کند ابتدا نظر بر مزون مو بود(میون) که بعدها مشخص شد پیون است پیون ذره‌ای با اسپین صفر است که از هر طرف به آن نگاه کنیم به یک شکل به نظر می‌رسد مزون‌ها اکنون دسته‌ای از ذرات بنیادی را تشکیل می‌دهند که در تعریف چنین نامیده شده اند((ذراتی که دو کوارک سازنده‌ای آن است))
مو مزون (M-Meson)


جرم مو مزون تقریباً ۸/۱ جرم پروتون می‌باشد. مومزون‌ها فقط می‌توانند به صورت مثبت یا منفی باشند، مومزون خنثی وجود ندارد. این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلاً ضد ذره مومزون منفی، مومزون مثبت می‌باشد. بواسطه وجود تأثیرات متقابل عمومی یک مومزون ممکن است به یک الکترون و دو نوترنیو تجزیه شود. مومزون منفی دارای نیم عمر ۲٫۳X۱۰-۶ ثانیه می‌باشد. بواسطه چنین تأثیر متقابل که بین سه ذره فوق (الکترون، مومزون و نوترینو) در حالت عادی وجود دارد آنها را لپتون (Lepton) نیز می‌نامند.
پی مزون (P-Meson):


جرم پی مزون تقریباً ۷/۱ جرم پروتون می‌باشد. پی مزون‌ها بصورت مثبت یا منفی یا خنثی وجود دارند. این ذرات نیز به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلاً ضد ذره پی مزون مثبت ذره پی مزون منفی است. شبیه فوتون، پی مزون خنثی با ضد ذره خود یکسان است. پی مزون کوبورچه توسط دانشمند ژاپنی یوکاوا (Yukowa) در سال ۱۹۳۵ پیش بینی شده بود. ذرات هسته‌ای بطور مداوم ذرات پی مزون را مبادله می‌کنند. این تبادل شباهتی به ظهور نیروهای الکتریکی دارد که در اثر نشر و جذب دائم کوانتای تابش الکترومغناطیسی به‌وسیله یک بار الکتریکی حاصل می‌شود. پی مزون‌ها می‌توانند در برخورد پروتون‌هایی با انرژی چند صد میلیون الکترون ولت تولید شوند. در این حالت انرژی جنبشی ذرات هسته‌ای مستقما به جرم سکون پی مزون تبدیل می‌شود.
طرح کلی واکنش‌های بین ذرات بنیادی


پروتون + نوترون +پی مزون مثبت <--- پروتون + پروتون
پروتون +پروتون +پی مزون منفی <--- پروتون + نوترون
نوترون + پی مزون مثبت <--- اشعه گاما + پروتون
پروتون + پی مزون منفی <--- اشعه گاما + نوترون
کامزون (K-Meson)


جرم کا مزون تقریباً ۴/۱ جرم پروتون می‌باشد. کامزون‌ها بصورت منفی، مثبت و خنثی شناخته شده‌اند. این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلاً ضد ذره کامزون منفی، کامزون مثبت می‌باشد.در صورتیکه ضد ذره کامزون خنثی خودش می‌باشد. بواسطه جرم بزرگ کامزون این ذرات با تنوع بیشتری تجزیه می‌شود. دوره تجزیه یک کامزون باردار ۰٫۸۵X۱۰-۸ ثانیه می‌باشد.

---

پوزیترون



اولین نشانه‌های وجود پوزیترون یعنی ضدذره سبکی که تنها اختلاف آن با ‏الکترون در علامت بار است در سال ۱۹۳۲ به کمک اتاقک ابر ویلسون به ‏دست آمد. در اتاقک ابر ویلسون واقع در میدان مغناطیسی رد باریکی که ‏به طور آشکار مربوط به یک ذره تک بار و خیلی سبک همانند الکترون بود، ‏مشاهده شد که در جهتی متناظر با بار مثبت منحرف می‌شد. ‏
خواص پوزیترون و نحوه شناسایی


بعدها ثابت شد که فرایند عمده برای تشکیل پوزیترونها عبارت‌اند از پرتوزایی ‏مصنوعی و اندرکنش پرتوهای گامای پرانرژی وابسته به آنها با هسته ‏های اتم. یکی از این فرایندها را می‌توان با قراردادن اتاقک ابر ‏ویلسون در میدان و تاباندن باریکه نازک تابش بر آن بررسی کرد. در بعضی عکسها در مسیر باریکه تابش گاما رد دوگانه خاصی دیده می‌‏شود.
ذرات باردار متحرک در گاز با یونیدن اتمهای گازدار انرژی از دست می‌‏دهد و در نتیجه پیوسته از سرعتش کاسته می‌شود. آزمون کامل این رد ‏آشکار می‌کند که خمیدگی هر شاخه آن با افزایش فاصله از پیچیدگی رد ‏تیز تر می‌شود. ‏این پدیده به این معناست که ما با ردهایی از جفت ذره خارج شونده از ‏یک نقطه سروکار داریم نه رد خم شده یک ذره. تنها با داوری از روی درجه ‏یونش هر دو رد به رد الکترون‌ها می‌مانند.
این ردها که معرف جفت ذرات ‏اخیر هستند در میدان مغناطیسی و در جهت‌های مختلف خم شده اند. ‏یعنی به ذره‌هایی باردار تعلق دارند.‏ با استفاده از مواد پرتوزا به عنوان چشمه‌های غنی پوزیترون مطالعه ‏جزئیات خواص این مواد ممکن شده است. به ویژه ثابت شده است که ‏جرم پوزیترون دقیقا با جرم الکترون برابر یعنی حدود 2000/1 جرم پروتون ‏است.‏
انفعالات پوزیترونی


نتایج اخیر ما را به این نتیجه منجر می‌کند که یکی از ذره‌ها الکترون و ‏دیگری پوزیترون است. بنابراین کوانتومهای گاما که از درون ماده می‌گذرند ‏‏(گاز در اتاقک ابر ویلسون) به جای ذره واحد جفت الکترون و پوزیترون ‏تشکیل می‌دهند. این پدیده به تشکیل جفت‌های الکترون و پوزیترون ‏معروف شده است «پدیده تولید جفت). ‏
مباحث نظری نشان می‌دهد که در نتیجه اندرکنش کوانتوم با میدان ‏الکتریکی هسته اتمی ماده این جفت تشکیل می‌شود در این فرایند ‏کوانتوم با میدان الکتریکی هسته اتمی ماده، این جفت تشکیل می‌‏شود. در این فرایند کوانتوم به جفت الکترون و پوزیترون تبدیل می‌شود و ‏هسته بدون تغییر باقی می‌ماند.‏ ‏ ‏ فرایند عکس تشکیل جفت الکترون و پوزیترون نیز کشف شده است ‏معلوم شده است که با نزدیکترکردن الکترون و پوزیترون تا فاصله‌های ‏کوتاه بر اثر نیروهای جاذبه الکترومغناطیسی ممکن است دو کوانتوم ‏تشکیل و در جهت‌های مخالف از یکدیگر دور شوند. فرایند ترکیب الکترون و ‏پوزیترون همراه با تبدیل آنها به کوانتوم‌های گاما را نابودی جفت نامیده اند. ‏نابودی به دلیل نبود پوزیترون روی زمین انتخاب شده است.

ناپایداری پوزیترون


پس از زمان کوتاهی از تشکیل آن هر پوزیترون با یک الکترون محیط ترکیب ‏می‌شود و به دو کوانتوم نور تبدیل می‌شوند. تشکیل جفت‌های الکترون و ‏پوزیترون از کوانتوم‌های و ترکیب الکترونها با پوزیترون‌ها که به تشکیل دو ‏کوانتوم منجر می‌شود اساساً فرایند جدیدی است که در آن تبدیل ‏متقابل تابش میدان الکترومغناطیسی فوتون‌های گاما) و ذرات ماده ‏الکترون و پوزیترون صورت می‌گیرد.

کشف پوزیترون اثباتی بر خواص موجی ذرات:

خواص ذرات از جنبه‌های زیادی با خواص میدان الکترومغناطیسی «نور) ‏فرق دارد. عمده‌ترین اختلاف این است که همه اجسام پیرامون ما از ذرات ‏ساخته شده‌اند ممکن است به نظر رسد که فقط نور است که عمل ‏انتقال انرژی از بعضی اجسام به بعضی دیگر را انجام می‌دهد به این دلیل ‏حتی در آغاز قرن 20 بر این باور بودند که نور (میدان الکترومغناطیسی) و ‏ماده را سد غیر قابل گذری از یکدیگر جدا کرده است. ‏
بعدا خواص ذره‌ای نور کشف شد معلوم شد که نور خواص شارش ذرات ‏فوتون‌ها را باخواص موجی همراه دارد از طرف دیگر خواص موجی که قبلاً فقط به نور اختصاص می‌دادند و ‏یکی از خصایص متمایز آن می‌شمردند، در ذرات ماده نیزکشف شد این ‏اکتشافات روی شکاف میان مفاهیم نور و ماده پل زد. مهم‌تر از این بعد از کشف تبدیل‌های متقابل نور (کوانتومهای گاما) و ذرات ‏ماده (جفتهای الکترون و پوزیترون) روشن شد که ارتباط بسیار ریشه داری ‏میان نور و ماده وجود دارد.
ذرات ماده و فوتون‌ها (میدانهای ‏الکترومغناطیسی) دو شکل مختلف ماده اند. فوتون خصایص مشترک زیادی با ذرات دیگر از خود به نمایش می‌گذارد ‏ولی ویژگی مهمی دارد و آن این است که جرم در حال سکون «جرم سکون) آن برابر ‏صفر است. فوتون همیشه با سرعت نور حرکت می‌کند هر گاه ناگزیر به ‏توقف شود (نظیر موقع جذب) دیگر نوری وجود نخواهد داشت.‏
چشمه‌های تولید پوزیترون


پوزیترون را به تنهایی نمی‌توان تولید کرد زیرا ذره ناپایداری است و به سرعت ناپدید می‌شود. عموماً پوزیترون را به کمک واکنش‌های هسته‌ای بنیادی و نیز به کمک پدیده تولید جفت که در آن به همراه الکترون از نابودی یک فوتون به دست می‌آورند. سیستم آشکارسازی پوزیترون نیز همانند نحوه تولیدش به لحاظ ناپایداری پوزیترون فرایند مستقلی نیست و بیشتر از طریق پدیده نابودی جفت به وجود پوزیترون پی می‌برند.




منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

ضمیمه دوم برای "پرتو کیهانی"


عکس
لکه ی خورشیدی


لکه خورشیدی ناحیه‌ای بر روی سطح خورشید (فوتوسفر) می‌باشد که به وسیله فعالیت‌های شدید مغناطیسی بوجود می‌اید که مانع از انتقال گرما می‌شوند، این ناحیه‌ها به علت کاهش درجه حرارت سطح به وجود می‌آیند. آن‌ها می‌توانند بدون کمک تلسکوپ از روی زمین نیز دیده شوند. اگرچه این ناحیه‌ها درجه حرارتی در حدود ۳۰۰۰ - ۴۵۰۰ کلوین دارند، تضاد دمای این ناحیه با مواد پیرامون در حدود ۵۸۰۰ کلوین به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده بشوند، همچون بدنی که از شدت گرما سیاه شده باشد (تقریبا نزدیک فوتوسفر)این تابعی از T (دما) به توان چهارم است. اگر یک لکه خورشیدی از فوتوسفر جدا شود می‌تواند قوس الکتریکی درخشانی را بوجود بیاورد.

لکه خورشیدی، در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج‌های خورشیدی و رخدادهای قطع ارتباط نیز هستند. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پس‌زنی توده تاج سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقه گروه‌های لکه قابل رویت خورشید است. پدیده‌های مشابهی که به طور غیر مستقیم در ستاره‌ها رصد شده‌اند عموما لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه گیری شده‌اند.
نحوه ی کشف و مشخصات


قبل از سال ۱۶۱۵ میلادئ اروپاییان عقیده داشتند که خورشید یک کره تابناک وبی لکه باشد.

درآن سال گالیله پیک نجومی خود راچاپ کرد که در آن وجود لکه های تاریک – لکه های خورشیدی در سطح خورشید را گزارش نمود. لکه های خورشیدی پدیده های شید سپهری(سطح مریی خورشید است ) می باشند . که ازاطراف شید سپهرتاریکتر هستند . تاریکترین قسمت یعنی ناحیه مرکزی با دمای ۵۸۰۰۰k تمام سایه را می سازد . لکه های خورشیدی کوچک از روزنه هایی که بزرگتر از سطوح تاریک معمول بین دانه های روشن هستند گسترش می یابند. اگر چه بیشتر روزنه ها و لکه های کوچک خیلی زود تجزیه می شوند اما بعضی از انهابه لکه های واقعی عظیم تبدیل می گردند بزرگترین لکه تاریک دا رای قطر تمام سایه ۳۰۰۰۰km و قطر های ناحیه نیم سایه بیشتر از دو برابر این مقدار است .از این رو گاهی هنگام غروب آفتاب که خورشید رنگ پریده می گردد میتوان با چشم غیر مسلح هم به وجود این لکه ها پی برد .

هر لکه از دو قسمت تشکیل می شود. یک قسمت مرکزی که رنگ آن تیره است ودیگری اطراف لکه که رنگ آن نسبت به مرکز روشنتراست. ظهور هرلکه در سطح خورشید موقتی است وباعلل ایجاد ووسعت عمل ان در یک مدت زمانی بتدریج محو می شود. نحوه از بین رفتن ان به این ترتیب است که روشنی اطراف لکه، به تدریج هسته ان را احاطه کرده وبه مرکز نزدیک میشود وکاملا منطقه تیره رنگ را نابود می نماید .
درمورد لکه های خورشیدی نظرهای گوناگونی ارائه شده است که مهمترین آنها تئوری اورشید دانشمند معروف سوئدی است . بر اساس این نظریه ، قسمتی ازداخل خورشید ، به شکل یک جریان به سمت خارج آن حرکت می کند وپس از رسیدن به سطح ،مانند چتری پراکنده می شود وچون براثراین عمل فشار وحرا رت آن کاسته می شود،کمی فشرده وسرد گشته وبه شکل لکه های تیرهرنگی در سطح خورشید باقی می مانند وبه تدریج از بین می روند .
مهمترین مشخصه لک خورشیدی میدا ن مغناطیسی آن می باشد .که از حدود 1T/. تا میدانهای قویتر ۴T/.اندازه گیری شده اند وباعث میشوند از انتقال انرژی به شید سپهر از طریق جابجایی ،جلوگیری کند از این روست که لکه خورشیدی سردتر از محیط اطرا فش می باشد. یک لک خورشیدی دار ای قطبش مغناطیسی میباشد که لکه ها رادر دو سوی قطب مغناطیسی جمع میکند اما ممکن است استثنائاتی وجود داشته باشد که ناحیه مغناطیس دوم پراکنده باشد وفقط یک لک خورشیدی دیده شود.
تعداد لکه های خورشیدی متاثر از زمان است و با زمان تغییر میکند و برای بیشترین وکمترین تعدادلکه ها یک چرخه ای به طور متوسط یازده سال را در نظر گرفته اند .
وضع خورشید همیشه مانند ۲۰۰ سال گذشته یکنواخت نبوده است .بین سالهای ۱۶۴۵و۱۷۱۵ هیچ لکه خورشیدی ثبت نشده است .
در خلال حداقل لکه های خورشیدی طوفانهای مغناطیسی و جلوه های شفقی که معمولا در کشورهای اروپای شمالی فراوا نند در طی این دوره تناوب ۷۰ ساله واقعا ناپدید شدند.در سال ۱۷۱۵ که فعالیتهای خورشیدی مجددا ظاهر شدند ،جلوه های شفق در مکانهایی مثل استکهلم وکپنهاگ باعث نگرانی شدند .
بیش از ۵۰ سال روی رابطه بین چرخه ۱۱ ساله لکه خورشیدی و محیط زمین مطا لعه شده است .دوگلاس روی لایه های حلقوی تنه درختان که به صورت ۲۰ تایی تاریخگذاری شده بودند ،یک تغییر چرخه ای در رشد درختان کشف کرد . طی هر دهه یا دو دهه رشد سالانه درختان آهنگی تند وپس آهنگی کند را داشت . در آخر نیمه قرن ۱۷ این تغییر چرخه همیشگی وجود نداشت این دوره تناوب متناظر با حداقل مآندر در دوره لکه خورشیدی است .مطالعات نشان داده است که در ۵۰۰۰ سال گذشته فعالیت خورشیدی مانند حداقل مآندر با دوازده نوسان همراه بوده است .مطالعات اخیر نشان داده اند که اثرات مستقیم دوره لکه خورشیدی در هوای روز اندک است و لیکن تغییرا ت بلند مدت فعالیت خورشیدی ممکن است در اب و هوای زمین اثر بگذارد . حداقل مآندر در اواخر قرن ۱۷ با بدترین سرمای عصر یخبندان کوچک که اروپا را فلج کرد مصادف شد .رابطه بین فعالیت خورشیدی و محیط زمین مساله مشکلی است و اغلب با بحث های گرم همراه است . ولی انقدر مهم است که نمی توان ازآن چشم پوشی کرد.
تغیییرعرض جغرافیایی


توزیع لکه های خورشیدی در عرض جغرافیایی خورشید به طریق به خصوصی در خلال چرخه ۱۱ ساله تعداد لکه خورشیدی تغییرمی کند .لکه های خورشیدی در آغازیک جرخه در عرضهای جغرافیایی بالا (۳۵_+) درجه قرا ر می گیرند . بیشتر لکه ها در نزدیکی عرض ۱۵ _+ درجه در حا لت بیشینه خود و چند لکه در انتهای چرخه خوشه نزدیک ۸۰ _+ درجه واقع می شوند. تعداد کمی از لکه های خورشیدی را حتی می توان در عرض جغرا فیایی بالاتر از ۴۵_+درجه مشاهده کرد . زمان حیا ت یک لک خورشیدی از چند روز (برای لکه های کوچک ) تا چند ماه (برای لکه های بزرگ) طول می کشد . در حقیقت یک لکه خورشیدی در همان عرض جغرافیایی که متولد شده از بین می رود.(مشخصه ای که به ما امکان می دهد تا چرخش خورشیدی را تعیین کنیم )آنچه که اتفاق می افتد این چنین است .همانطور که چرخه پیشرفت می کند ،لکه های جدید حتی در عرض های جغرافیایی پا یین ترظاهر می شوند .اولین لکه های عرض جغرافیایی بالا از یک چرخه حتی قبل ا زآخرین لکه های عرض جغرافیایی پا یین از چرخه قبلی ظاهر می شوند.


منبع : همان

[Easy Bug]

شفق قطبی چیست؟

همشهری آنلاین:
شفق قطبی (aurora) که به آن سپیده قطبی و نور قطبی هم می‌گویند یکی از پدیده‌های جوی بسیار زیبای کره زمین است. نورهایی بسیار زیبا و خیره‌کننده که در آسمان حرکت می‌کنند و معمولا شکل‌های منحنی‌مانندی دارند.

آسمان تابان می‌شود و نقش‌هایی با رنگ‌ها و شکل‌های گوناگون در آن دیده می‌شود. این نقش و نگارهای رنگین گاهی دارای شکل کمان یکنواخت است، گاهی ساکن است و گاهی تپنده. گاهی متشکل از شمار زیادی پرتو است با طول موج‌های متفاوت که مانند پرده‌ها و نوارها در آسمان بازی می‌کنند و پیچ و تاب می‌خورند. رنگ درخشنده نورهای از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می‌کند.
زیبایی شفق، پدیده‌ای که برخی قبایل کانادایی به آن رقص ارواح می‌گویند، چشم هر ناظری را به آسمان خیره می‌کند.
این نورهای طبیعی زیبا که در عرض‌های جغرافیایی نزدیک به قطب دیده می شوند، در سپیده‌دم قطبی قابل مشاهده هستند.
هر چقدر به قطب شمال نزدیک ‌شوید با توجه به مجاورت با قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری برای دیدن شفق قطبی وجود دارد. شهرهای شمالی کانادا که بسیار نزدیک به قطب شمال هستند و ایسلند مناطقی مناسب برای رویت این پدیده‌اند.
شفق‌های قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشد ولی در افق شمالی به صورت سبز بر افروخته و در صورت طلوع خورشید به صورت قرمز کمرنگ دیده می‌شوند. از ماه‌ سپتامبر تا اکتبر و همچنین از مارس تا آوریل بیشترین احتمال دیده این پدیده وجود دارد.
در قطب جنوب نیز این پدیده اتفاق می‌افتد ولی فقط در جنوبی‌ترین عرض جغرافیایی قابل رویت است و گاهی اوقات در آمریکای جنوبی و استرالیا شفق مشاهده می‌شود.


سپیده قطبی چگونه به وجود می‌آید؟
طبیعت و علت شفق قطبی زمان درازی به کلی پوشیده مانده بود و قرن‌ها بود که در مورد این پدیده خیال‌پردازی می شد.
اسکیموهای ساکن در مناطق مختلف افسانه‌های جالبی در مورد سپیده قطبی داشتند.
گروهی معتقد بودند روح انسان‌های خوب پس از مرگ به منطقه‌ای از آسمان می‌رود که شفق قطبی در آن وجود دارد؛ جایی که پر از نور و شادی است، از سرما و کولاک خبری نیست و شکار حیوانات در آن منطقه بسیار آسان است!
گروهی دیگر اعتقاد داشتند شفق نتیجه توپ‌بازی ارواح انسان‌ها در آسمان با جمجمه شیر‌ماهی است و جریان‌های نور نشان دهنده کشمکش ارواح است!

سرخپوستان کانادای شرقی و جنوب آلاسکا هم شفق قطبی را ارواح رقصان انسان‌ها در آسمان می‌دانستند . در این میان گروهی از سرخپوستان شفق را نشانه جنگ و طاعون می‌دانستند و عده‌ای در میان اسکیمو‌ها برای دفاع از خود در برابر شفق باخود چاقو حمل می‌کردند.
اما گذشته از همه این افسانه‌ها، تحقیقات علمی در مورد سپیده قطبی از قرن 18 میلادی آغاز شد و در طول این سال‌ها نظریه‌ها در مورد این پدیده طبیعی به تدریج کامل شد. نظریه‌هایی که از انتشار تعداد رصد‌های شفق قطبی، تهیه نقشه فراوانی شفق در مناطق مختلف کره زمین، ثبت زمان وقوع این پدیده، اندازه‌گیری فاصله وقوع شفق از سطح زمین و ... آغاز شد و به بیان تئوری‌هایی در مورد چرایی این پدیده انجامید.
کریستین بیرکلند نروژی از نخستین افرادی بود که با یک آزمایش علمی پدیده شفق قطبی را شبیه‌سازی کرد. بیرکلند یک توپ مغناطیسی را که نماد زمین است در یک جعبه شیشه‌ای خلا آویزان کرد و پرتوهای الکترونی را به آن تاباند . او از این آزمایش نتیجه گرفت که یک دسته پرتو الکترونی که در مسیر راست به طرف زمین می‌آیند به دو قطب مغناطیسی آن متمایل می شوند و دو حلقه نورانی در قطب‌ها به وجود می‌آورند.

آزمایش بیرکلند این تئوری را پدید آورد که شفق قطبی هم می‌تواند از راهی مشابه این به وجود آید: « الکترون‌ها از لکه‌های خورشیدی سطح خورشید خارج می‌شوند و به سمت زمین می‌آیند و توسط میدان مغناطیسی زمین به طرف نواحی قطبی هدایت می‌شوند و شفق مرئی را ایجاد می‌کنند.»
این تئوری به مرور توسط محققان دیگر تکمیل شد. آلفون فیزیکدان سوئدی محققی بود که نظریه ارتباط میان طوفان‌های خورشیدی و شفق قطبی را مطرح کرد.


همیشه پای یک خورشید در میان است
امروزه فرضیه مورد تایید محققان در مورد پدیده شفق قطبی به چند عامل وابسته است: خورشید و میدان مغناطیسی آن، بادهای خورشیدی و جریان پلاسما، میدان مغناطیسی زمین و جو زمین.
مطالعات و مشاهدات نشان می‌دهند که شدت میدان مغناطیسی خورشید در لکه‌های خورشیدی (نقاط تاریک بر سطح خورشید که دمایشان از دمای سایر نقاط سطح خورشید کمتر است و کمتر تابش می‌کنند) تقریبا هزار برابر شدت میدان مغناطیسی در سایر نقاط است . بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که اختلالات میدان مغناطیسی خورشید عامل شکل گیری لکه‌ها است.
تعداد لکه‌های سطح خورشید به طور متناوب تغییر می‌کند. تعداد لکه‌ها تقریبا هر 11 سال ماکزیمم می‌شود . این دوره 11 ساله را چرخه لکه خورشیدی می‌نامند.
زمانی که تعداد لکه‌های خورشیدی ماکزیمم است فعالیت سطح خورشید بیشتر است، در این حالت خورشید را خورشید فعال می‌نامند. برعکس هنگامی که تعداد لکه‌های خورشیدی مینیمم است فعالیت خورشید کاهش پیدا می‌کند و خورشید آرام است.
چرخه لکه خورشیدی رابطه نزدیکی با شفق قطبی دارد: شدت شفق قطبی هم مانند تعداد لکه‌های خورشیدی تقریبا هر سال یک‌بار ماکزیمم می‌شود . با مقایسه نمودار فراوانی لکه‌های خورشیدی و شفق قطبی می‌توان به هم‌زمان بودن مینیمم و ماکزیمم‌شان پی برد بنابراین دیگر تردیدی در دخالت خورشید در شفق قطبی باقی نمی‌ماند.
از سوی دیگر تاج خورشیدی که دمای آن 2 میلیون درجه کلوین است به طور پیوسته جریانی از پلاسمای داغ و رقیق را در همه جهات در منظومه شمسی می‌پراکند. پلاسما، گازی است که از ذرات مثبت و منفی مانند الکترون و پروتون تشکیل شده است. به این پلاسمای داغ و رقیق که از خورشید به اطراف جریان می‌یابد باد خورشیدی می‌گویند. شدت باد خورشیدی زمانی که خورشید فعال است افزایش می‌یابد. بادهای خورشیدی دائما در اطراف زمین در جریان اند و می‌توان گفت زمین در پلاسما غوطه‌ور است.
بادهای خورشیدی میدان مغناطیسی خورشید را در سراسر منظومه شمسی گسترش می‌دهند.
برخورد ذرات باردار پلاسمای خورشیدی با اتم‌ها و مولکول‌های جو زمین در لایه یونسفر جو موجب پدید آمدن شفق قطبی می‌شود.
با برخورد ذرات بادهای خورشیدی به مولکول‌های جو ، مولکول‌های جو تحریک می‌شوند و انرژی دریافت می‌کنند . الکترون‌ها کمی پس از برانگیخته شدن دوباره به حالت پایدار بر می‌گردند و انرژی اضافه را به صورت تابش‌های مرئی یا نامرئی آزاد می‌کنند.
تابش‌های مرئی شفق از روی زمین به راحتی قابل رویت هستند اما تابش‌های X و فرابنفش باید از فضا دیده شوند چون جو زمین بسیاری از تابش‌ها را جذب می‌کند.
رنگ‌های متنوع شفق قطبی هم مربوط به تحریک شدن مولکول‌های متفاوت موجود در جو زمین است. همان‌طور که می‌دانید نیتروژن و اکسیژن بیشترین قسمت جو زمین را تشکیل داده‌اند. رنگ‌های قرمز و سبز در شفق قطبی نتیجه تحریک شدن اکسیژن و رنگ‌های بنفش و آبی نتیجه تحریک شدن نیتروژن هستند.
به این ترتیب هر سال ایالت آلاسکای آمریکا و همچنین شمال‌غربی کانادا میزبان گردشگران زیادی است که به دنبال شفق قطبی راهی این مناطق می‌شوند.

[Easy Bug]

پارسک



پارسِک یکی از واحدهای مسافت در ستاره‌شناسی است.
پارسک فاصله‌ای است که اختلاف منظر خورشید مرکزی یک جسم آسمانی مانند ستاره، برابر یک ثانیه قوسی دیده شود.در واقع فاصله‌ای که از آن فاصله، شعاع مدار زمین که برابر یک واحد نجومی (۱AU) است، برابر یک ثانیه قوس دیده شود. یک پارسک برابر با ۳٫۲۶ سال نوری است.
نام پارسک از هم‌آمیزی بخش‌هایی از دو واژه parallax (اختلاف منظر) و arc second (ثانیه قوسی) درست شده است.



پارسک فاصله‌ خورشید مرکزی تا شیئ نجومی است که زاویه اختلاف منظر آن یک ثانیه باشد.

---

اختلاف منظر


جابجا شدن ظاهری یک شیء نسبت به زمینه‌اش که معلول جابجا شدن ناظر باشد را اِختِلافِ مَنظَر یا دیدگشت می‌گویند.

اختلاف منظر خورشیدمرکزی


به حرکت ظاهری ستارگان نسبت به زمینه ستارگان دوردست «اختلاف منظر خورشیدمرکزی» گفته می‌شود.اختلاف منظری که ناشی از حرکت ناظر به اندازه شعاع مدار زمین (یک واحد نجومی)باشد. این حرکت ظاهری در واقع معلول حرکت انتقالی زمین به‌دور خورشید است.


اختلاف منظرروشی ساده برای تعیین فاصله ازخورشید است 1)اختلاف منظربرحسب ثانیه بیان میشود

عکس


توضیح عکس : حالت ساده‌ای از اختلاف منظر

عکس

توضیح عکس : در این پویانمایی دیده می‌شود که با جابجایی عرضی دیدگاه (منظر)، حرکت اجسام دوردست آهسته‌تر از حرکت اجسام نزدیک‌تر حس می‌شود. این نمونه‌ای از تأثیر اختلاف منظر است.

---

دقیقه قوسی



دقیقه قوسی واحدی است در زاویه که معادل یک شصتم یک درجه است. دقیقه قوسی یک برروی ۲۱۶۰۰م یک دایره بسته‌است. مقادیر کمتر همچون ثانیه قوسی و میلی‌ثانیه قوسی بسیار کم کاربرد هستند و فقط در ستاره‌شناسی استفاده می‌شوند

نمادها


نماد استاندارد این واحد پریم است (′) (U+2032)
پایین‌تر از ثانیه قوسی ثانیه قوسی وجود دارد که یک شصتم دقیقه و 1/1296000 یک دایره است, . نماد ثانیه قوسی گزون است (″) (U+2033).حالت پایین‌تر میلی‌ثانیه قوسی یا به اختصار mas قرار دارد که یک هزارم ثانیه قوسی است.

واحد	مقدار	نماد	اختصار	تبدیل
درجه	1/360 دایره	°	deg	17.4532925 mrad
دقیقه قوسی	1/60 degree	′ (پریم)	arcmin, amin, , MOA	290.8882087 µrad
ثانیه قوسی	1/60 دقیقه قوسی	″ (گزون)	arcsec	4.8481368 µrad
میلی‌ثانیه قوسی	1/1000 arcsecond		mas	4.8481368 nrad

منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

سیاره کوتوله



سیاره کوتوله تعبیری است که اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی که مرجع رسمی برای نوآوردن زبان‌زدها و واژه‌های مربوط به اخترشناسی است به جرمی آسمانی داده که در سامانه خورشیدی دارای ۴ ویژگی زیر است:

1. در مداری به دور خورشید می‌گردد.
2. دارای جرمی است که به آن توان گرانشی می‌دهد که باعث می‌شود شکل نسبتاً گرد و همسان داشته‌باشد.
3. تمام مسیر (مدار) خود را از اجرام ریز و درشت جارو نکرده است (آنها جذب یا دفع نکرده)
   
4. قمر یک سیاره نیست.
   

عکس

توضیح عکس : سیاره کوتوله اریس.



منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

سامانه خورشیدی



منظومه شمسی یا سامانه خورشیدی یک سامانه ستاره‌ای است متشکل از خورشید و اجرام فضایی است که در دام گرانش آن هستند.

این اجرام شامل ۸ سیاره، ۵ سیاره کوتوله، ۱۶۲ قمر و اجرامی چون سیارک‌ها، دنباله‌دارها و غبار میان‌سیاره‌ای (شامل کمربند کویپر و ابر اورت) می‌شوند.

زمین نیز سیاره‌ای از سیاره‌های سامانهٔ خورشیدی است.



اجرام سامانه خورشیدی


سامانه خورشیدی از اعضای زیادی تشکیل شده‌است که می‌توان آن‌ها را به ۴ دسته خورشید، سیارات، سیارات کوتوله و اجرام کوچک سامانه خورشیدی بخش کرد.
خورشید


نوشتار اصلی: خورشید
خورشید نزدیک‌ترین ستاره به زمین و مرکز سامانه خورشیدی است و جالب است بدانید که 99درصد جرم منظومه ی شمسی را خورشید تشکیل می دهد.
سیارات



عکس

توضیح عکس : غروب خورشید در مریخ

نام سیاره	قطر (برحسب قطر زمین)	جرم (برحسب جرم زمین)	شعاع مداری(برحسب واحد نجومی)	درازی سال	درازی روز
تیر یا عطارد	۰٫۳۸۲	۰٫۰۶	۰٫۳۸	۰٫۲۴۱	۵۸٫۶
ناهید یا زهره	۰٫۹۴۹	۰٫۸۲	۰٫۷۲	۰٫۶۱۵	۲48
زمین	۱٫۰۰	۱٫۰۰	۱٫۰۰	۱٫۰۰	۱٫۰۰
بهرام یا مریخ	۰٫۵۳	۰٫۱۱	۱٫۵۲	۱٫۸۸	۱٫۰۳
مشتری یا هرمز	۱۱٫۲	۳۱۸	۵٫۲۰	۱۱٫۸۶	۰٫۴۱۴
کیوان یا زحل	۹٫۴۱	۹۵	۹٫۵۴	۲۹٫۴۶	۰٫۴۲۶
اورانوس یا آهوره	۳٫۹۸	۱۴٫۶	۱۹٫۲۲	۸۴٫۰۱	۰٫۷۱۸
نپتون	۳٫۸۱	۱۷٫۲	۳۰٫۰۶	۱۶۴٫۷۹	۰٫۶۷۱

سیارات کوتوله


سیارات کوتوله سامانه خورشیدی عبارتنداز:

سیارات کوتوله
نام	قطر (برحسب قطر ماه)	قطر (برحسب km)	جرم (برحسب جرم ماه)	جرم (‎×۱۰21 kg)	چگالی (‎×۱۰3g/m³)	Surface گرانش (m/s2)	سرعت فرار (km/s)	کجی محور	دوره چرخش (روز)	ماه‌ها	دمای سطح (K)	اتمسفر
سرس[۳][۴]	28.0%	974.6±3.2	1.3%	0.95	2.08	0.27	0.51	~3°	0.38	0	167	none
پلوتو[۵][۶]	68.7%	2306±30	17.8%	13.05	2.0	0.58	1.2	119.59°	-6.39	۳	44	transient
هائومیا[۷][۸]	33.1%	1150+250−100	5.7%	4.2 ± 0.1	2.6–3.3	~0.44	~0.84			۲	32 ± 3	?
ماکی‌ماکی[۷][۹]	43.2%	1500+400−200	~5%?	~4?	~2?	~0.5	~0.8			0	~30	transient?
اریس[۱۰][۱۱]	74.8%	2400±100	22.7%	16.7	2.3	~0.8	1.3		~0.3	۱	42	transient?

اجرام کوچک


اجرام کوچک سامانه خورشیدی، سیارک‌ها، ستاره دنباله‌دار و قمر‌ها هستند.





منبع : ویکیپدیا

[Easy Bug]

ماده تاریک



ماده تاریک، در اخترشناسی و کیهان شناسی، ماده‌ای فرضی است که چون از خود نور (امواج الکترومغناطیسی) گسیل یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما" دید ، اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، می‌توان به وجود آن پی برد. بر اساس مشاهدات فعلی، که بر روی ساختارهایی بزرگتر از کهکشانها صورت گرفته‌است، و همچنین مطالب مربوط به انفجار بزرگ، ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل دهنده بخش زیادی از جرم موجود در جهان قابل مشاهده است. اجزای ماده تاریک جرم بسیار بیشتری از قسمت دیده شدنی کائنات دارند. فقط حدود ۴٪ از مجموع کل چگالی انرژی در کیهان را می‌توان مستقیم مشاهده کرد (با توجه به اثرهای گرانشی آن)، که این مقدار شامل باریونها و تابش‌های الکترومغناطیسی نیز می‌شود. همچنین تصور می‌شود که ۲۲٪ از ماده تاریک تشکیل شده باشد و ۷۴٪ باقی مانده را نیز انرژی تاریک تشکیل داده باشد، که همانند ماده تاریک در فضای کائنات توزیع شده و به همان اندازه ماده تاریک ناشناخته و مجهول مانده‌است. تعیین خواص و ویژگی‌های این توده ناشناخته به یکی از مهم‌ترین مسائل کیهان‌شناسی مدرن و فیزیک ذرات تبدیل شده‌است. این نکته قابل ذکر است که اسامی «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» در بیشتر مبین عدم اطلاع انسان از ماهیت این دو ماده و ناشناخته بودن آن است. یک اخترشناس در این باره می‌گوید: «به یاد داشته باشید که ما این پدیده را انرژى تاریک مى نامیم اما این نامگذارى ممکن است این باور غلط را در ذهن مخاطبان ایجاد کند که ما حقیقتاً مى دانیم که آن پدیده چیست. اما باید اذعان داشت که ما واقعاً چیز زیادى در این باره نمى دانیم».

با اینکه ساختار و ویژگی‌های ماده تاریک هنوز کاملا" مشخص نیست، اما این طور تصور می‌شود که بخش اعظم ماده تاریک موجود در جهان، «غیر باریونی» باشد، که به معنا آن است که دارای هیچ اتمی نیست و به وسیله نیروی مغناطیسی به سمت مواد معمولی جذب نخواهد شد. ماده سیاه غیرباریونی شامل نوترینو و احتمالا" دارای اجزای دیگری مانند مواد فرضی ای چون «آکسیون» (axions) و «ابرمتقارن» (supersymmetric) می‌باشد. برخلاف ماده تاریک باریونی، ماده تاریک غیر باریونی در شکل گرفتن عناصر در ابتدای آفرینش نقشی نداشته و وجودش تنها به دلیل جاذبه گرانشی آن اثبات می‌شود. به علاوه، اگر همه اجزایی که ماده تاریک از آنها تشکیل شده باشد ابرمتقارن باشند، واکنش‌ها و برخوردهای آن‌ها با یکدیگر موجب نابودی آن‌ها شده و فراورده‌هایی قابل مشاهده نظیر فوتون و نوترینو حاصل می‌شوند.

با اینکه وجود ماده تاریک در جهان مهم و ضروری به نظر می‌رسد، اما هنوز مدارک و دلایل قطعی مبنی بر وجود این ماده و طبیعت آن به دست نیامده‌است. با این وجود تئوری ماده تاریک به عنوان قابل قبول‌ترین فرضیه برای توجیه انحراف در حرکت وضعی کهکشان است. سرعت چرخشی ستاره‌ها در کهکشان‌ها از رابطه‌ای که از قوانین کپلر انتظار داریم پیروی نمی‌کند و برحسب فاصله از مرکز کهکشان ثابت است. برای توضیح این پدیده باید توزیع جرم در کهکشان به طور خطی با شعاع زیاد شود، اما این توضیح با مشاهدهٔ کهکشان‌ها در قسمت مرئی که نشان می‌دهد بیشتر جرم در ناحیه مرکزی متراکم شده‌است ناسازگار است. بنابراین فرض می‌شود که این جرم نایافته از مادهٔ تاریک (که آن را نمی‌بینیم) ساخته شده باشد.چند فرضیه دیگر نیز، مانند فرضیه موند (MOND) و فرضیه توز (TeVeS) برای توجیه این موضوع مطرح شده‌اند، اما هیچ کدام به اندازه نظریه ماده تاریک در مجامع علمی مقبولیت پیدا نکرده‌اند.

با این وجود برخی پژوهش‌های جدید نشان داده‌است امکان دارد در مشاهدات تلسکوپ Wmap اشتباهاتی رخ داده باشد که اگر این امر ثابت شود به این نظریه اشکالاتی وارد می‌شود.



منبع : ویکیپدیا