مرز منظومه شمسی کجا است؟

مرز بیرونی منظومه شمسی یا محدوده‌ای که فراتر از قلمرو خورشید قرار دارد، آن‌قدرها که احتمالا فکر می‌کنید، واضح نیست.برای مثال منظومه‌ شمسی را در نظر بگیرید. بر اساس تصوری که در ذهن دارید احتمالا خورشید را در مرکز و سیاره‌ها را در مدار خورشید قرار می‌دهید. در نقطه‌ای حدود چهار تا پنج میلیارد کیلومتر به مدار نپتون می‌رسید و احتمالا یک مرز فرضی را رسم می‌کنید: همه‌چیز در محدوده‌ی این مرز داخل منظومه‌ی شمسی و هر چیزی آن سوی آن خارج از منظومه‌ی شمسی قرار می‌گیرد. با این‌حال این تصور اشتباه است.

ما انسان‌ها تعریف واضحی از مرزها داریم و به‌این‌ترتیب کارها را برای خودمان ساده‌تر کرده‌ایم. مرزها به ما در دسته‌بندی‌ها و روندها کمک می‌کنند، زیرا امکان مقایسه‌ی بهتر همه‌چیز و تغییراتشان را می‌دهند. بااین‌حال گاهی تمایل به مرزبندی می‌تواند مشکل‌ساز شود، زیرا احتمال گمراهی یا سردرگمی ما را در پی دارد، به‌ویژه وقتی چیزی مبهم و ناواضح است، این کار به‌شدت دشوار می‌شود.

در درجه‌ی اول، آن سوی نپتون، توده‌های یخی موسوم به اجرام فرانپتونی (TNO) قرار دارند که از نظر گرانشی به خورشید وابسته هستند. برخی از TNO-ها در منطقه‌ای موسوم به کمربند کویپر قرار دارند و برخی دیگر بسیار دورتر در هاله‌ای بیضی شکل موسوم به ابر اورت قرار گرفته‌اند که تا فاصله‌ی تریلیون‌ها کیلومتر از خورشید را دربرمی‌گیرد.

نوامبر سال گذشته، وویجر ۱ دچار نقص سخت‌افزاری شد و مهندسان باید نرم‌افزار قطعه‌ی خراب را مجددا مسیریابی می‌کردند. پس از رفع مشکل، وویجر ۱ بهتر از قبل کار کرد و انتظار می‌رود که تا ظرف مدت چند ماه به وضعیت عملیاتی کامل بازگردد.

همچنین تعیین مرزهای منظومه‌ی شمسی به‌شدت به چگونگی تعریف این منظومه و فضای خارجی آن وابسته است. فضاپیمای وویجر ۱ که پس از چندین ماه خاموشی، ارتباط خود با زمین را از سر گرفته، به ما کمک کرده است تا محدوده‌ی مرزی محله‌ی کیهانی‌مان را بهتر درک کنیم. این کاوشگر اعماق فضا در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد و اکنون ۲۴ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد؛ بدین معنی که بیش از ۱۶۰ برابر دورتر از فاصله‌ی بین زمین و خورشید است.

نقص اخیر وویجر ۱، یادآور اتفاقی است که در سپتامبر ۲۰۱۳ برای این کاوشگر رخ داد؛ یعنی زمانی که ۱۹ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله داشت. در آن زمان ناسا اعلام کرد وویجر ۱ در آگوست ۲۰۱۲ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده است. در آن زمان بسیاری از افراد از این صحبت می‌کردند که وویجر ۱ بالاخره موفق شده منظومه شمسی را ترک کند. اینجاست که مسئله‌ی دوم درباره‌ی مرز و پایان واقعی منظومه شمسی مطرح شد. بر اساس تعریف دقیق و واقعی، وویجر ۱ در آن زمان هنوز در منظومه شمسی قرار داشت. چرا که از اغلب TNO-های اعماق فضا به خورشید نزدیک‌تر بود. با این‌حال حق با ناسا بود: وویجر ۱ همچنین در فضای میان‌ستاره‌ای قرار داشت؛ اما چگونه این اتفاق ممکن است؟

مرز دقیق و شفافی برای لبه‌ی منظومه شمسی وجود ندارد این سردرگمی حاصل دو روش متفاوت تعریف منظومه شمسی است. بر اساس تعریف اول، تأثیر گرانشی خورشید بر اجرام مدار آن درنظر گرفته می‌شود؛ اما در تعریف دیگر، تأثیر مغناطیسی تعیین‌کننده‌ی‌ مرز منظومه‌ی شمسی است که توسط بادهای خورشیدی تعریف می‌شود.

باد خورشیدی به جریانی از ذرات زیراتمی گفته می‌شود که خورشید به‌طور پیوسته به داخل فضا منتشر می‌کند. این بادها با سرعت بسیار بالای تقریبا ۲ میلیون کیلومتر بر ساعت از خورشید سرچشمه می‌گیرند و دربردارنده‌ی الکترون‌ها، پروتون‌ها، نوترون‌ها و دیگر هسته‌های اتمی سنگین هستند. مشخص نیست چه عاملی باعث شتاب‌گرفتن این بادها تا سرعت‌های بسیار بالا می‌شود. با اینکه دانشمندان قدرت مغناطیسی خورشید را تأثیرگذار می‌دانند، هنوز به مکانیزم دقیق آن پی نبرده‌اند