* قياس المسافات - الشمس والنجوم - الغاز البارد والجليدي - الوقت الفلكي

كيف يعرف الفلكيون وبشكل مؤكد أن النجوم تبعد تلك المسافة التي حددوها؟
يجيب على السؤال جيسي آلن وبادي بويد من ناسا:
شـكرا على السؤال, إن الطريقة التي يستخدمها الفلكيون لقياس البعد عن النجوم هي جزء أساسي وعمل فعال من علم الفلك وله آثار مهمة جدا في كيفية فهمنا للكون المحيط بنا.
إن قياس الأبعاد إلى النجوم هو مشابه بشكل ما لبيت من الورق: نستخدم إحدى الطرق لقياس المسافات القريبة, نستخدم طريقة جديدة للمسافات الأبعد والتي تعتمد على قياساتنا الأولية للنجوم الأقرب, ومن ثم لدينا طريقة أخرى للمسافات الأبعد, وهكذا.
إن الطريقة الأولى التي استخدمها الفلكيون لقياس الأبعاد إلى النجوم تدعى طريقة اختلاف المنظر. إذا ما وضعت إصبعك أمام وجهك وأغمضت إحدى عينيك ونظرت بالأخرى, بعد ذلك بدلت بين العينين, سوف تلاحظ وكأن إصبعك "انزاح" بالنسبة إلى الأجسام الأخرى الموجودة خلفه. هذا التأثير يدعى الاختلاف في المنظر.
يمكن للفلكيين أن يقيسوا الاختلاف في المنظر من خلال قياس موقع النجوم القريبة بحذر شديد بالنسبة إلى نجوم أكثر بعدا وتقع خلفها, بعد ذلك يقومون بقياس تلك المسافات من جديد بعد ستة أشهر عندما تكون الأرض في الموقع المعاكس تماما على مداراها. هذا الانزياح صغير... أقل من ثانية قوسية حتى بالنسبة لأقرب النجوم (الثانية القوسية هي 1\60 من الدقيقة القوسية, والتي هي بدورها 1\60 من الدرجة).
في الحقيقة, سمعت مرة (لكن سمعتها لمرة ولم أكن قادر أبدا على إيجاد مصدر لها لتأكيدها, لذلك ضعها على أنها "إشاعة ملفتة للنظر وليس بالضرورة أن تكون حقيقية") أن بعض فلكيي الإغريق القدماء بحثوا تحديدا وبالاعتماد على الاختلاف في المنظر عن نجوم للتأكد مما إذا كانت الأرض تدور حول الشمس. ولأنهم كانوا يعتقدون أن النجوم أقرب بكثير مما نعرفه الآن, فإن الحقيقة التي راقبوها هي أنه لا وجود لاختلاف في المنظر يؤكد أو يوحي بأن الأرض لا تدور حول الشمس. لو كان هذا الأمر صحيحا أو لا, لم يستطع الفلكيون قياس الاختلاف في المنظر بأي دقة حتى اختراع التلسكوبات.
قام الفلكيون وبشكل حذر بقياس الاختلافات في المنظر للنجوم ولمدة عقود, وبدقة جيدة. لكن هذا العمل بطيء ومتعب جدا ونتج عنه قياس الاختلاف في المنظر بشكل جيد لعدة آلاف فقط من النجوم.
في العام 1989, أقلعت وكالة الفضاء الأوروبية قمرا صناعيا يدعى هيباركوس ليقوم بقياس دقيق للاختلاف بالمنظر لحوالي 120000 نجم (مضافا إليها مليون نجم آخر بدقة جيدة ولكن أقل دقة). زادت قياسات هيباركوس من عدد النجوم التي تم قياس الاختلاف بالمنظر بالنسبة إليها.
قم بزيارة موقع هيباركوس الإلكتروني (http://www.rssd.esa.int/hipparcos/ ).
تعطينا طريقة الاختلاف في المنظر أبعاد النجوم التي يصل بعدها إلى عدة آلاف من السنين الضوئية. وخلف هذه المسافات, يصبح الاختلاف في المنظر أصغر من أن يتم قياسه بالأجهزة المعاصرة. لذلك يستخدم الفلكيون طرقا أخرى غير مباشرة للمسافات الأكبر من عدة آلاف السنوات الضوئية.
إن الطرق المستخدمة مع مسافات أكبر من عدة آلاف السنين الضوئية هي:
*الحركات النجمية: كل النجوم تتحرك, ولكن هذه الحركات يمكن إدراكها فقط من أجل النجوم القريبة. ولذلك ينتج لدينا بشكل إحصائي أن النجوم التي حركتها أكبر تكون أقرب إلينا.
ومن خلال قياس حركات عدد كبير من النجوم, يمكننا تقدير متوسط البعد من خلال الحركة متوسط الحركة.
**العناقيد المتحركة: إن العناقيد النجمية تتحرك معا, مثل العنقودين النجميين الثريا والقلائص (Pleiades or Hyades). ومن خلال تحليل الحركة الظاهرية للعنقود يمكننا أن نحصل على بعده عنا.
***قانون التربيع العكسي: إن اللمعان الظاهري للنجم يعتمد على كل من لمعانه الجوهري (شدة سطوعه, أو كيف يلمع بشكل حقيقي) وعلى بعده عنا.
إذا ما عرفنا شدة السطوع الخاصة بنجم (على سبيل المثال, قمنا بقياس الاختلاف بالمنظر لنجم ما من نفس النوع ونعرف أن النجوم الأخرى من نفس النوع سوف تملك نفس اللمعان), يمكننا بالتالي قياس لمعانه الظاهري (الذي يسمى أيضا القدر الظاهري) ومعرفة البعد من خلال استخدامنا لقانون التربيع العكسي.
****الخطوط بين- النجمية: إن الفضاء بين النجوم غير فارغ, ولكنه يحوي توزعات ضئيلة من الغاز. في بعض الأحيان يترك هذا الأمر وراءه خطوط امتصاص في الطيف الذي نرصده من النجوم الواقعة خلف الغاز بين- النجمي. كلما كان النجم أبعد, كان الامتصاص الذي يتم رصده أكبر، طالما أنه في هذه الحالة على الضوء أن يعبر مسافة أكبر خلال الوسط بين- النجمي.
*****علاقة فترة- اللمعان: بعض النجوم نباضة بشكل نظامي. في فيزياء تلك النبضات, تتعلق مدة النبضة الواحدة بلمعان النجم. إذا تمكنا من قياس طول مدة النبضة لمثل هذه النجوم, يمكننا حساب لمعانها. ومن لمعانها, يمكننا الحصول على القدر الظاهري لها, والذي يمكننا منه حساب البعد.
ناسا بالعربي, ملاحظة- من المؤكد أننا سنتعرض لهذا الموضوع بالمزيد من التفصيل والشرح لكل من هذه الطرق لاحقا.
ناسا بالعربي, حـــول الصورة- الأخوات السبع, والمعروفة أيضا بالثريا, تبدو وهي طافية على سرير من الريش في صورة جديدة بالأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لوكالة ناسا. تملأ سحب الغبار المكان حول النجوم, حاجبة إياها.

"فقاعتنا الشمسية"
فوياجير 1 التابعة لناسا تستكشف الحدود الأخيرة في "فقاعتنا الشمسية"
باسادينا, كاليفورنيا- تقترح البيانات القادمة من فوياجير 1 و التي تبعد عن الشمس الآن أكثر من 11 مليار ميل (18 مليار كيلومتر), أنها أصبحت الآن قريبة من أن تصبح أول جسم من صنع الإنسان يصل الفضاء بين النجمي.
يقدم البحث الذي يستخدم بيانات فوياجير 1 و الذي نشر اليوم (تاريخ المقال) في مجلة العلوم تفصيلات جديدة عن المنطقة الأخيرة التي ستعبرها المركبة الفضائية قبل أن تغادر الهليوسفير, أو الفقاعة المحيطة بالشمس, و تدخل الفضاء بين النجمي.
تصف الأوراق الثلاث كيفية دخول فوياجير 1 إلى المنطقة المسماة الطريق المغناطيسي السريع بالاعتماد على المراقبات المتزامنة للمعدلات الأعلى من الجسيمات المشحونة و القادمة من خارج الهليوسفير و اختفاء الجسيمات المشحونة القادمة من داخل الهليوسفير.
شاهد العلماء اثنان من الإشارات الثلاث التي تدل على الوصول إلى الفضاء بين النجمي و التي يتوقعون رؤيتها: اختفاء الجسيمات المشحونة مع انخفاض وجودها على طول الحقل المغناطيسي الشمسي, و تعاظم الأشعة الكونية القادمة من الخارج. لم يرى العلماء إلى الآن الإشارة الثالثة, و هي التغير المفاجئ في اتجاه الحقل المغناطيسي, الأمر الذي سيوضح لنا وجود الحقل المغناطيسي بين النجمي.
يقول اد ستون, عالم مشروع فوياجير في معهد كاليفورنيا للتقانة في باسادينا: "هذا الأمر غريب, الآن نحن في المنطقة الأخيرة قبل الفضاء بين نجمي, و الفضل لفوياجير 1, الكشافة البشرية الأكثر بعدا". و يتابع: "إذا ما نظرت إلى بيانات الأشعة الكونية و الجسيمات الطاقية كل على حدا, ربما تظن أن فوياجير 1 وصلت الفضاء بين النجمي. و لكن يشعر الفريق أن فوياجير 1 لم تدخل حتى الآن هناك لأننا لازلنا في مجال هيمنة الحقل المغناطيسي الشمسي".
لا يعلم العلماء بشكل دقيق كم تبعد فوياجير 1 عن الفضاء بين النجمي. يقدرون أنها ستأخذ عدة أشهر أخرى, أو حتى سنوات كي تدخل هناك.
يمتد الهليوسفير على الأقل لمسافة تبلغ 8 مليار ميل (13 مليار كيلومتر) وراء كل الكواكب في نظامنا الشمسي. و يهيمن على الهليوسفير كل من الحقل المغناطيسي الشمسي و الرياح الأيونية المتوسعة للخارج و القادمة من الشمس.
في الخارج من الهليوسفير, يمتلئ الفضاء بين النجمي بمواد من نجوم أخرى و الحقل المغناطيسي الموجود في المنطقة المجاورة من درب التبانة.
أقلعت فوياجير 1 و المركبة التوأم لها فوياجير 2 في العام 1977. رحلتا عبر المشتري, زحل, اورانوس و نبتون قبل أن تشرعا في مهمتهما بين النجمية في العام 1990.
و تهدف المهمتان الآن لمغادرة الهليوسفير. و يعتبر قياس حجم الهليوسفير أحد أهداف مهمة فوياجير.
تركز الأوراق العلمية على المراقبات القادمة من الشهر الخامس و حتى العاشر من العام 2012, بخصوص الأشعة الكونية عند فوياجير 1, و على الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة و أجهزة قياس المغنطة, بالإضافة إلى بيانات إضافية عن الجسيمات المشحونة من الشهر الرابع في نفس العام.
تبعد فوياجير 2 عن الشمس حوالي 9 مليار ميل (15 مليار كيلومتر) و لا تزال داخل الهليوسفير. و كانت فوياجير 1 على بعد حوالي 11 مليار ميل (18 مليار كيلومتر) من الشمس في 25-8 عندما وصلت إلى الطريق المغناطيسي السريع, و المعروف أيضا بمنطقة الاستنفاذ, و الاتصال بالفضاء بين النجمي.
تسمح هذه المنطقة للجسيمات المشحونة بالانتقال إلى داخل و خارج الهليوسفير على طول خطوط الحقل المغناطيسي الناعمة, بدلا من الطفو في مكانها في كل الاتجاهات كما لو أنها محتجزة في طرق محلية. و لأول مرة في هذه المنطقة, تمكن العلماء من الكشف عن الأشعة الكونية منخفضة الطاقة و الناتجة عن النجوم الميتة.
يقول ستاماتيوس كريميجيز, الباحث الرئيسي في جهاز الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة, من مختبر الفيزياء التطبيقية في جامعة جونز هوبكنز في لاورل, ماريلاند: "لقد شاهدنا اختفاء دراماتيكي و سريع للجسيمات ذات الأصل الشمسي. لقد تناقصت شدتها بشكل حاد جدا بعامل وصل إلى 1000 مرة, و كأنه تتواجد مضخة تخلية عملاقة عند مدخل الطريق المغناطيسي السريع". و يتابع: "لم نشهد مثل هذا التناقص من قبل, فيما عدا ذلك الذي حدث عندما خرجت فوياجير 1 من الغلاف المغناطيسي العملاق للمشتري, منذ حوالي 34 عاما مضى".
تم رصد سلوك آخر للجسيمات المشحونة من قبل فوياجير 1 أيضا و هذا السلوك يوضح أن المركبة الفضائية لا تزال في المنطقة الانتقالية في طريقها إلى الفضاء بين النجمي. فخلال عبورها للمنطقة الجديدة, فإن الجسيمات المشحونة القادمة من الهليوسفير و التي تناقصت بالسرعة الأكبر هي تلك الجسيمات التي انطلقت بشكل أكثر استقامة على طول خطوط الحقل المغناطيسي الشمسي.
أما الجسيمات التي تتحرك بشكل عمودي على خطوط الحقل المغناطيسي لم تتناقص بنفس السرعة.
على أية حال, إن الأشعة الكونية التي تتحرك على طول خطوط الحقل في منطقة الطريق المغناطيسي السريع كانت بشكل ما أكثر كثافة من تلك التي تتحرك عموديا على الحقل.
في الفضاء بين النجمي, ليس من المتوقع أن يحتل اتجاة حركة الجسيمات المشحونة أهمية. فخلال 24 ساعة, بدأ الحقل المغناطيسي الناتج عن الشمس بالتراكم, مثل سيارات التي تصطف على المخرج السريع لمنحدر. لكن بالرغم من ذلك تمكن العلماء إحصاء و تقدير التغير في الاتجاه الذي بالكاد يمكن ملاحظته—و الذي لا يتجاوز أبدا 2 درجة.
يقول ليونارد بورلاغا, المؤلف الرئيسي للأوراق, من مركز غودارد لرحلات الفضاء في غرينبلد, ماريلاند: "في ذلك اليوم حدثت تلك الفروقات في هذه المنطقة مع تضاعف للحقل المغناطيسي بشكل مفاجئ و أصبح حينها منتظما بشكل غير اعتيادي". و يتابع: "و لكن بسبب عدم وجود تغير معتبر في اتجاه الحقل المغناطيسي, فإننا لا نزال نرصد خطوط الحقل الناتجة عن الشمس".
قام مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا, كاليفورنيا, ببناء و تشغيل المركبة الفضائية فوياجير. و يقوم معهد كاليفورنيا للتقانة في باسادينا بإدارة مختبر الدفع النفاث لصالح ناسا. تعتبر مهمات فوياجير جزء من مرصد نظام الهليوسفير التابع لناسا, و الذي يتم دعمه من قبل قسم الهليوسفير في إدارة المهام العلمية في مقر ناسا في واشنطن.
ناسا بالعربي, حـــول الصورة- توضح الصورة لنا الموقع الجديد لفوياجير 1 على حافة الهليوسفير ضمن تصور فني. فوياجير 1 هي في منطقة يسميها العلماء منطقة السكون أو الركود, و هي المنطقة الخارجية الحدية من الهليوسفير, أو الفقاعة المغناطيسية التي تقذفها الشمس في محيطها. في هذه المنطقة تشكل خطوط الحقل المغناطيسي حلزونا يحيط بالنظام الشمسي و هذا الأمر ناتج عن دوران الشمس. و منذ أن غادرت فوياجير 1 منطقة موجة الصدمة الأخيرة في العام 2004, تباطئت الرياح الشمسية بشكل دراماتيكي و أصبحت مضطربة, في حين أن شدة الحقل المغناطيسي تضاعفت لثلاث مرات كنتيجة لتناقص المسافة بين خطوط الحقول المغناطيسي بمقدار الثلث. و منذ دخول المركبة الفضائية إلى هذه المنطقة في العام 2004, تضاعفت شدة الحقل المغناطيسي لمرتين أيضا جراء عودة المسافة بين خطوط الحقل المغناطيسي للتناقص من جديد بمقدار النصف. و يعتقد العلماء أن خطوط الحقل المغناطيسي تتراكم في تلك المنطقة نتيجة لقوى دفع تمارس عليها من قبل شيء ما موجود في الخارج.

النجوم لا تزيل كواكبها (في الغالب)
ملخص: طالما حيرت هجرة العمالقة الخارجية باتجاه الداخل نحو نجمها المضيف العلماء, مثيرةً الكثير من السيناريوهات التي تشرح توقف عملية الهجرة تلك, غير أن المراقبات الأخيرة لفريق كبلر أسفرت عن هذه الدراسة التي تصل إلى نتيجة تقول إن القوى المدية للنجم المضيف وقوى الجاذبية تقوم بالعمل على تدوير مدار النجم وجعله مستقرا, الأمر الذي يؤدي إلى توقف هذه الهجرة نحو الداخل- لحسن حظنا أن العملاق الغازي (المشتري) الموجود في مجموعتنا الشمسية لا يعاني هذه الظاهرة.
للنجوم تأثير سحب جاذب على كواكبها, خصوصا تلك التي تقع في صنف ما ندعوه المشتريات الحارة, والتي هي عبارة عن عمالقة غازية تتشكل بعيدا عن نجومها قبل أن تهاجر نحو الداخل وتسخن.
الآن, ظهرت دراسة جديدة لتلسكوب كبلر الفضائي التابع لناسا أوضحت أن المشتريات الحارة وبصرف النظر عن مدى قرب مداراتها, لا يتم استهلاكها بشكل منتظم من قبل نجومها. بدلا من ذلك, تبقى الكواكب في مدارات مستقرة بشكل واضح لمليارات الأعوام, حتى يأتي في النهاية اليوم الذي ربما سيتم التهامها فيه.
يقول بيتر بلافشان -من معهد علوم الكواكب الخارجية التابع لناسا في معهد كاليفورنيا للتقانة, في باسادينا, كاليفورنيا-: "في النهاية, كل المشتريات الحارة تقترب من نجومها, لكننا في هذه الدراسة برهنّا أن هذه العملية تتوقف قبل أن يصبح النجم قريبا جدا". ويتابع: " غالبا ما تستقر الكواكب عندما تصبح مداراتها دائرية, دائرة حول نجمها لمرة كل عدة أيام".
الدراسة التي نشرت حديثا في مجلة الفيزياء الفلكية, هي أول شرح لكيفية توقف حركة المشتريات الحارة نحو الداخل باتجاه نجمها.إن القوى المدية أو الثقالية للنجم تجعل من مدار الكوكب دائريا ومستقرا, وعندما يصبح المدار في النهاية دائريا تتوقف الهجرة.
يقول جاك ليسوار -وهو عالم في مركز أبحاث ايميس التابع لوكالة ناسا, حقل موفيت, كاليفورنيا، وهو غير مشارك في الدراسة-: "ولأننا نعرف عددا قليلا من المشتريات الحارة لذلك يمكن لعدة نماذج أن تقوم بشرح المراقبات".
ويتابع: "لكن إيجاد هذه النزعة في التوزع لتلك الكواكب يبين لنا أن القوى المدية مجتمعة مع قوى الجاذبية الناتجة عن الصحبة الكوكبية والنجمية غير المرئية غالبا, يمكن لها أن تجلب تلك الكواكب العملاقة إلى القرب من نجومها المضيفة".
إن المشتريات الحارة عبارة عن كرات عملاقة من الغاز تشابه المشتري من حيث الكتلة والتركيب. وهي لا تبدأ حياتها في كنف الشمس, فهي تتشكل في الخارج البارد وتصل بعد ذلك كالمشتري إلى النظام الشمسي. في النهاية, تتجه الكواكب المثيلة للمشتري مباشرة إلى نجومها, الأمر الذي يعد عملية نادرة ولا زالت غير مفهومة بشكل كبير.
الدراسة الجديدة تجيب عن أسئلة تتعلق بنهاية رحلة المشتريات الحارة, وتكشف عما يكبح هجرتها. سابقا, كان لدينا عدد من النظريات التي تشرح كيفية حدوث ذلك. إحدى النظريات تقترح أن الحقل المغناطيسي للنجم يمنع الكواكب من الذهاب أبعد في اقترابه. عندما يكون النجم شابا, يحيط به قرص من مادة تشكيل الكواكب. تسقط المواد إلى النجم –العملية التي يدعوها العلماء: التعاظم- ولكن عندما تصدم الفقاعة المغناطيسية المحيطة به والتي تدعى الماغنتوسفير, فإن المواد ترحل للأعلى وتحيط بالفقاعة, هابطة على النجم من الأعلى والأسفل. يمكن لهذه الفقاعة أن توقف هجرة الكواكب, لذلك صمدت النظرية.
إحدى النظريات الأخرى تقول بأن الكواكب تتوقف عن التقدم إلى الأمام عندما تصدم نهاية القسم الغباري من قرص تشكل الكواكب.
يقول مساعد المؤلف كريس بيلينسكي من جامعة أريزونا, توكسون: "تقول هذه النظرية وبشكل جوهري إن الطريق الغباري الذي ينتقل عليه الكوكب ينتهي قبل أن يسقط الكوكب على طريق يؤدي به إلى النجم".
ويتابع: "تتشكل فجوة بين النجم والحافة الداخلية للقرص الغباري حيث يعتقد أن الكواكب تتوقف عندها عن الهجرة للداخل".
هناك نظرية ثالثة, تلك التي وجدها الباحثون صحيحة, وتقترح أن هجرة الكوكب تتوقف حالما تقوم القوى المدية للنجم بإكمال عملها على تدوير مدار الكوكب.
لفحص هذا السيناريو وغيره, ينظر العلماء إلى 126 كوكبا مؤكدا وأكثر من 2300 مرشح. إن القسم الرئيسي من المرشحين وبعض الكواكب المعروفة تم تحديده من قبل مهمة كبلر التابعة لناسا. وجد كبلر كواكب من كل المقاسات والأحجام, تتضمن تلك الصخرية التي تدور حيث تكون درجة الحرارة دافئة بشكل كافٍ لتواجد الماء السائل.
ينظر العلماء إلى كيفية تغير المسافة بين الكوكب ونجمه بالاعتماد على كتلة النجم. تبين أن النظريات المختلفة التي تشرح سبب توقف الكواكب تعطي تنبؤات مختلفة عن كيفية تأثير كتلة النجم على مدار الكوكب. إن نظرية "القوى المدية" تتنبأ بأن المشتريات الحارة للنجوم الأكبر كتلة سوف تدور عند مدارات أبعد, بشكل وسطي.
طابقت النتائج المسحية نظرية "القوى المدية" وحتى إنها بينت وبشكل أكبر من المتوقع وجود أكثر من ارتباط بين النجوم الفائقة والمدارات الخارجية الأكثر بعدا.
ربما يكون هذا هو نهاية غموض الطريق الذي يوقف هجرة الكواكب, لكن الرحلة بحد ذاتها لا تزال تثير العديد من الأسئلة. مع استمرار رحلة العمالقة الغازية في اتجاه الداخل, يُعتقد أنها تقوم أحيانا بدفع الكواكب الصخرية الأصغر -ومعها أي فرصة لتطور الحياة- خارج طريقها. من حظنا, أن المشتري لن يرحل نحو الشمس, وأرضنا ستترك بسلام.
إن دراسات أكثر مثل هذه سوف تشرح تلك الأسرار وغيرها التي تحيط بهجرة الكواكب.

تحــليل البيانات في منظمة الأبحاث النووية الأوروبية
إن البحث في فيزياء الجزيئات يمكن أن يؤدي إلى عدد هائل من البيانات التجريبية خلال فترة قصيرة من الزمن. على سبيل المثال, البيانات التي يتم تسجيلها في كل تجربة كبيرة تتم في المصادم الهادروني العملاق (LHC) تكون كافية لملء نحو 100000 قرص DVD كل سنة!
إن التحدي الكبير لتحليل هذه البيانات عبارة عن مهمة كبيرة جدا وتفوق قدرة أي حاسب فائق على أدائها بشكل مفرد. إن الدفع لإيجاد تكنولوجيا جديدة لمواجهة تطلبات العلم, يعتبر أمر جوهري لمعالجة البيانات.
إن أكثر الحلول فعالية لمواجهة تحليل البيانات هو وضع بنية تحتية عالمية للحساب تدعى "الشــبكة". هذا الأمر يعد نوعا من "الحساب التوزيعي", حيث إن الحواسيب التي تقع في كامل أنحاء العالم يمكنها الدخول بواسطة الإنترنت لتسخير كامل قدرة المعالجة لديها. هذه الطريقة لمشاركة المصادر تخلق دماغا حاسوبيا عملاقا وفائق الطاقة للاستفادة من كل شركاء الشبكة.
تعتمد الشبكة على وجود البنية التحتية للإنترنت (شبكات الاتصال), وعلى تواجد برامج خاصة ومطورة تدعى "الوسيطة". هذا الأمر ينظم ويكمل الموارد الموزعة بشكل جغرافي على كيان متماسك ويسمح بالولوج إلى المصادر. لمعالجة هذه التعقيدات في المهام العلمية, تتضمن الشبكة مركزا حاسوبيا رئيسيا مكرسا للتزويد بالمصادر بالاعتماد على اتصالات سريعة. العديد من أنظمة الشبكة تتطور وتنمو.
هذا الأمر ربما يكون خاصا أو عاما, إقليميا أو عالميا, وربما يكون متعدد الأهداف أو مكرسا لمشروع واحد خاص. الشبكة هي عمل قيد الإنجاز: المئات من الباحثين ومهندسي البرمجيات في العالم يقومون بتطوير التكنولوجية التي تعتمد عليها الشبكة.
تقود سيرن (CERN) بعض أكثر مشاريع الشبكة طموحا. شبكة حساب LHC العالمية والتي تهدف إلى مكاملة ودمج آلاف الحواسيب العالمية ضمن وسيلة عالمية لتخزين الكمية الهائلة من البيانات المسجلة من قبل تجارب المصادم الهادروني العملاق (LHC).
لبناء وتشغيل البنية التحتية الأوروبية الدائمة للشبكة التي تخدم طيفا واسعا من التطبيقات, تقود سيرن أيضا اتحاد عموم أوروبا لتمكين الشبكات من أجل E-SicncE. سوف تمتد بنيتها التحتية لتتجاوز فيزياء الجسيمات إلى حقول أخرى مثل التطبيقات الطبية الحيوية والجيولوجية.
إن الدافع الأساسي للشبكة هو الحاجة إلى تطبيقات التعاون والتطبيقات متعددة الاختصاصات في العلوم والهندسة. في المستقبل, سوف تصبح النماذج المشابهة من التطبيقات أمرا أساسيا في الكثير من الحقول الأخرى, مثل التطبيقات الترفيهية, التجارية, المالية, الصناعية, والحكومية.
ناسا بالعربي, حــول الصورة- الصورة المرافقة عبارة عن صورة جوية لمنظمة الأبحاث النووية الأوروبية (سيرن) والمنطقة المحيطة. نرى في هذه الصورة ثلاث حلقات واضحة, الأصغر توضح لنا موقع PS تحت الأرض, الوسطى توضح موقع SPS بمحيط يبلغ 7 كيلومتر والأكبر (بمحيط 27 كيلومتر) توضح المسرع LEP مع جزء من بحيرة جينيف في الخلفية.

تجمعات باردة من الغاز في المجرة
تـــسليط الضوء على تجمعات باردة من الغاز في المجرة
النجوم المتشكلة حديثا تلمع بشدة, و تصرخ تحديدا: "هيي, انظر إليًّ" لكن ليس من السهل رؤية كل شيء في مجرتنا درب التبانة. إن الجزء الأكبر من المادة الموجودة بين النجوم في المجرة – غاز الهيدروجين البارد و الذي منه أشرقت النجوم- تقريبا من المستحيل رؤيتها.
تلقي دراسة جديدة قادمة من مرصد هيرتشيل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية و الذي تساهم فيه ناسا مساهمة رئيسية, الضوء على هذه الأحواض المخفية من الغاز, كاشفة عن مكان وجودها و كمياتها. و بنفس الطريقة التي تستخدم فيها الأصباغ لرؤية الحركة الحلزونية لمائع شفاف, يستخدم فريق هيرتشيل متعقبات جديدة لوضع خريطة لغاز الهيدروجين غير المرئي.
يبين هذا الاكتشاف أن مصدر المادة الأساسية لصناعة النجوم قد تم التقليل منها سابقا –غالبا بحوالي الثلث- و قامت أيضا بالتوسع إلى الخارج من مركز مجرتنا بشكل أكبر من المعروف سابقا.
يقول جورج بينيدا من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا, كاليفورنيا. و هو المؤلف الرئيسي للورقة الجديدة التي نشرت عن هذه الاكتشافات في مجلة علم الفلك و الفيزياء الفلكية: "هناك مصادر إضافية كثيرة للمادة المتاحة من أجل تشكيل النجوم و التي لم نستطع تحديدها سابقا".
يقول ويليام لانغر من مختبر الدفع النفاث, و هو الباحث الرئيسي في مشروع هيرتشيل لرسم خريطة للغاز: "كان علينا الخروج للفضاء لحل هذا الغموض لأن غلافنا الجوي يمتص إشعاع محدد نحتاج إلى كشفه". و يتابع: "نحتاج أيضا إلى رؤية الضوء تحت الأحمر- البعيد لتحديد موقع الغاز. و لأجل هذين السببين, هيرتشيل هو التلسكوب الوحيد القادر على القيام بهذا العمل".
تنشأ النجوم من سحب الغاز, المصنوعة من جزيئات الهيدروجين. أول خطوة في صناعة النجم هي ضغط الغاز بشكل كافي بحيث تندمج الذرات في جزيئات. عندها يبدأ الغاز بالانتشار للخارج, و لكن بسبب السحب الثقالي و أحيانا بعض قوى الانكماش الأخرى, يجتمع الغاز ليصبح أكثف. عندما يصبح الهيدروجين كثيف بشكل كافي, يبدأ الاندماج النووي الحراري بأخذ مكانه و يولد النجم, مشعا بضوء نجمي.
دراسة الفلكيين للنجوم سوف تتعقب هذه الرحلة, منذ البدايات المتواضعة لنجم كسحابة من الجزيئات حتى يصل إلى أن يصبح كرة نارية مكتملة. لفعل ذلك, يتطلب الأمر وضع خريطة لتوزع الوقود الهيدروجيني النجمي على كامل المجرة. لسوء الحظ, معظم جزئيات الهيدروجين في الفضاء باردة جدا على أن تعطي أي ضوء مرئي. إنها تختبئ بشكل غير مرئي بالنسبة لمعظم التلسكوبات.
و منذ عقود تحول الباحثون لمتعقب يدعى أحادي أكسيد الكربون, و الذي يتواجد جنبا إلى جنب مع جزيئات الهيدروجين, و يكشف مواقعها. لكن لهذه الطريقة محدوديتها. فلا يتواجد أحادي أكسيد الكربون مثلا في المناطق التي بدأ الغاز فيها للتو بالتجمع – المرحلة الأولى من تشكل السحابة-.
يقول لانغر: "الضوء فوق البنفسجي يدمر أحادي أكسيد الكربون", و يتابع: "لا يتواجد كمية كافية من الغبار لحماية الجزيئات من التدمير بواسطة الضوء فوق البنفسجي في الفضاء بين النجوم, حيث يكون الغاز رقيقا جدا".
بكل الأحوال, يتواجد متعقب آخر –الكربون المؤين- في تلك المناطق الكبيرة و الفارغ نسبيا, و يمكن استخدامه لتحديد جزيئات الهيدروجين. رصد الباحثون الكربون المؤين في الفضاء سابقا, لكن تلسكوب هيرتشيل و للمرة الأولى قام و بشكل دراماتيكي بتقديم خريطة جغرافية محسنة لمواقعه و وفرته في المجرة.
يقول باول غولدسميث, و هو مساعد المؤلف و عالم في مشروع هيرتشيل في مختبر الدفع النفاث: "الفضل يعود للحساسية الهائلة لهيرتشيل في قدرتنا على فصل المواد المتحركة عند سرعات مختلفة". و يتابع: "أخيرا يمكننا الحصول على صورة كاملة لما هو متاح من أجل صناعة الأجيال المستقبلية من النجوم".

السحب المائية – الجليدية
السحب المائية – الجليدية على المريخ هي المفتاح لغرابة الإيقاع الحراري
12-6-2013
باسادينا, كاليفورنيا- وجد الباحثون بالاعتماد على المرصد الاستكشافي المداري المريخي, أن درجة حرارة الغلاف الجوي المريخي تتصاعد و تنخفض بشكل منتظم ليس لمرة واحدة فقط في اليوم و إنما لمرتين.
يقول ارمين كلاينبول من مختبر الدفع النفاث في باسادينا, كاليفورنيا, و هو المؤلف الرئيسي للتقرير الجديد عن هذه الاكتشافات: " لقد رأينا قمة عليا لدرجة الحرارة في منتصف اليوم, و لكننا رأينا أيضا قمة أخرى بعد منتصف الليل بقليل".
تتأرجح درجة الحرارة حول 58 درجة فهرنهايت تقريبا (32 كلفن) بشكل غريب, لمرتين في اليوم الواحد, كما تم الكشف عن ذلك من قبل جهاز المسبار الصوتي للمناخ الموجود على المرصد المريخي.
إن المجموعة الجديدة لمراقبات المسبار الصوتي للمناخ على المريخ جُمعت في فترات من النهار و الليل من كامل المريخ. وجدت المراقبات أن هذا النمط يهيمن بشكل عالمي و على مدار السنة. التقرير الآن في طور النشر في مجلة أبحاث الجيوفيزياء.
إن التذبذبات العالمية للرياح, درجة الحرارة, و الضغط التي تتكرر بشكل يومي أو على قسم من اليوم تدعى المد و الجزر الجوي. و على النقيض من المد و الجزر في المحيطات, فإن هذه الظاهرة يقودها التغيرات في التسخين بين الليل و النهار. يتواجد أيضا في الأرض المد و الجزر الجوي, و لكن هذا الموجود على الأرض يُنتج تغيرات قليلة في درجة الحرارة في الطبقات الدنيا من الغلاف الجوي بعيدا عن الأرض. أما على المريخ, و الذي يملك غلاف جوي يشكل 1% من ذلك الذي تملكه الأرض, تسيطر التغيرات قصيرة المدة في درجة الحرارة على كامل الغلاف الجوي.
إن المد و الجزر الذي يصعد و يهبط لمرة في اليوم يدعى "الدورة النهارية". و تلك التي تحدث لمرتين في اليوم تدعى "الدورة نصف - النهارية". إن نمط الدورة نصف النهارية على المريخ تم رؤيته للمرة الأولى في العام 1970, و لكن حتى الآن كان يُعتقد أنه يظهر فقط في الفصول الغبارية, التي ترتبط بتدفئة الغبار في الغلاف الجوي نتيجة ضوء الشمس.
يقول كلاينبول: "لقد تفاجئنا عندما وجدنا هذه البنية القوية المضاعفة و اليومية في درجات الحرارة للغلاف الجوي المريخي غير الغباري". و يتابع: " في حين أن المد و الجزر النهاري و الذي يهيمن على درجات الحرارة في الدورة النهارية – الليلية للتسخين الشمسي على المريخ, كان معروفا لعقود, إلا أن اكتشافنا لوجود الدورة نصف- النهارية, المسؤولة حتى في الخارج من العواصف الغبارية الرئيسية كان أمرا غير متوقع, و جعلنا نتساءل ما الذي يقود هذه الاستجابة".
وجد هو و المؤلفين المساعدين الأربعة الإجابة عن ذلك في السحب المائية- الجليدية على المريخ. يحتوي الغلاف الجوي على المريخ على السحب المائية- الجليدية لمعظم أوقات السنة. السحب الموجودة في المناطق الاستوائية و التي تقع على ارتفاع يقع بين 6 و 19 ميل (10 و 30 كيلومتر) فوق سطح المريخ تمتص الضوء تحت الأحمر الصادر عن السطح خلال وقت النهار. هذه السحب شفافة نسبيا, تشابه سحب المعلاق (Cirrus Clouds) الرقيقة على الأرض. و مع ذلك, فإن الامتصاص الذي يتم من قبل هذه السحب كافي لتسخين وسط الغلاف الجوي كل اليوم. إن نمط الدورة نصف النهارية, مع التأرجح الذي يصيب ذروتها و التي تحدث بعيدا عن المناطق المدارية, كانت غير متوقع, لكنها نسخت ضمن نماذج المناخ المريخي عندما تم تضمين التأثير الإشعاعي للسحب المائية- الجليدية.
يقول كلاينبول: "نفكر بالمريخ على أنه عالم بارد و جاف مع وجود القليل من الماء, لكن في الحقيقة هناك كمية من بخار الماء في الغلاف الجوي المريخي أكبر من تلك الموجودة في الطبقات العلوية من الغلاف الجوي للأرض". و يتابع: "عُرف عن السحب المائية – الجليدية أنها تتشكل في المناطق التي تتمتع بدرجات حرارة باردة, لكن نتائج هذه السحب على بنية الغلاف الجوي للمريخ لم يتم تقديرها. نعرف الآن أنع علينا الأخذ بعين الاعتبار بنية السحابة إذا أردنا فهم الغلاف الجوي للمريخ. هذا الأمر مشابه للدراسات العلمية التي تركز على الغلاف الجوي للأرض, حيث علينا فيها أن نفهم بشكل أفضل السحب من أجل تقدير تأثيرها على المناخ".
مختبر الدفع النفاث هو قسم من معهد كاليفورنيا للــتقانة في باسادينا, كاليفورنيا, قام بتقديم جهاز المسبار الصوتي للمناخ و يدير مشروع المرصد الاستكشافي المريخي لصالح إدارة المهام العلمية في ناسا, واشنطن.
المصـــدر: مختبر الدفع النفاث في باسادينا, التابع لــوكالة ناسا

مــا هو الوقت الفلكي؟
يجيب عن السؤال Andy Ptak من ناسا:
الوقت الفلكي مبني على أساس كم من الوقت يحتاج الجسم الفضائي, مثل النجم كي يعود إلى نفس الموضع في السماء بعد دوران الأرض.
وهذا ليس مطابقا لساعات اليوم الــ 24؛ لأن الأرض تتحرك على مدار لها حول الشمس خلال الـ 24 ساعة اليومية, وهذه الحركة تسبب انزياحا ظاهريا في مواقع النجوم, الخ.
من وجهة نظر الأرض, نجد أن اليوم الفلكي أقصر من اليوم الأرضي ذو الـ 24 ساعة بنحو 4 دقائق.
المصـــدر: ناسا

ناسا تعلن عن التحدي الكوكبي الكبير
أعلنت ناسا يوم الثلاثاء عن تحد كبير تركز فيه على إيجاد كل الكويكبات التي تهدد التوزعات البشرية ومعرفة ماذا سنفعل حيال ذلك.
التحدي هو جهد كبير جدا ويستخدم تعاونا كبيرا في اختصاصات متعددة وحجم كبير من التعاون مع وكالات حكومية, شركاء دوليين, صناعيين, أكاديميين وعلماء. إن هذا الأمر يكمل المهمة التي أعلنت عنها ناسا مؤخرا من أجل إعادة توجيه كويكب وإرسال البشر لدراسته.
يقول نائب مدير ناسا: "في الحقيقة, تعمل ناسا على إيجاد الكويكبات التي ربما تشكل تهديدا لكوكبنا, و على الرغم من أننا أوجدنا 95% من الكويكبات الكبيرة القريبة من مدار الأرض, لكننا في حاجة لإيجاد تلك الكويكبات التي ربما تشكل خطر على الأرض".
ويتابع: "هذا التحدي الكبير يركز على كشف وتصنيف الكويكبات وتعلم كيفية التعامل مع التهديدات المحتملة. سوف نقوم أيضا بإتاحة المشاركة للعامة, وبفتح باب الإبداع و العلوم الوطنية للمساعدة في حل هذه المشكلة العالمية".
التحديات الكبيرة هي أهداف طموحة على المستوى الوطني أو العالمي، تتطلب حاجة إلى الخيال و التقدم في عمليات الابتكار و الاختراقات في العلوم والتكنولوجيا. تلك الأمور شكلت عنصرا أساسيا في استراتيجية الرئيس أوباما للإبداع الأمريكي.
يقول توم كاليل -وهو نائب مدير مكتب العلوم في البيت الأبيض لشؤون الإبداع والتكنولوجية و سياسة التكنولوجيا-: "أحيي ناسا على إطلاق هذا التحدي الكبير لأن إيجاد تهديدات الكويكبات وامتلاك خطة للتعامل معها, يحتاج إلى جهد جميع أيادي من هم على ظهر السفينة".
ويتابع: "إن جهود الشركاء الخاصين وعلمائنا المواطنين سوف يزيد من عمل ناسا الذي قامت به بالفعل لتحسين قدرات الكشف للأجسام القريبة من الأرض".
أطلقت ناسا أيضا طلبا للحصول على المعلومات (RFI) التي تدعو الشركاء الصناعيين و المحتملين لتقديم الأفكار لإنجاز هدف وكالة ناسا لوضع وإعادة توجيه و اكتشاف الكويكب بشكل مساو لإيجاد ووضع الخطط التي ستواجه التهديدات.
إن RFI مفتوح لمدة ثلاثين يوما, والاستجابة سوف تستخدم للمساعدة على تطوير فرص إدماج العامة وورش العمل الصناعية في الشهر التاسع.
المصـــدر: ناسا