حرارت مرموز تاج خورشید از کجا تامین می‌شود؟

باشگاه خبرنگاران: یکی از مسائلی که برای دهه‌ها ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده این است که حرارت تاج خورشید از کجا تامین می‌شود.

دمای جو خارجی خورشید، دانشمندان را برای دهه‌ها متحیر کرده است. خورشید با گسترش میلیون‌ها کیلومتر به فضا، به طرز غیرقابل تصوری گرم است و دمای آن به بیش از ۱.۷ میلیون درجه فارنهایت (۱ میلیون درجه سانتیگراد) می‌رسد. دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که برخی از مکانیسم‌های ناشناخته باید در جریان باشند.

در حال حاضر یک مطالعه جدید نشان داده است که گرمای آزاد شده توسط شراره‌های مینی خورشیدی که اخیرا کشف شده است می‌تواند برای گرم شدن خورشید زیاد باشد. این تحقیق در مجمع عمومی اتحادیه علوم اروپا (EGU) در روز سه شنبه ۲۷ آوریل ۲۰۲۱ ارائه شد و برای چاپ در مجله نجوم و اخترفیزیک پذیرفته شد.

در این مطالعه از شبیه سازی‌های رایانه‌ای برای مدل سازی میزان انتشار انرژی از خورشید استفاده شده است، به امید تولید شراره‌هایی مانند آنچه در واقعیت توسط ابزار علمی اندازه گیری می‌شود. پروفسور هاردی پیتر از موسسه ماکس پلانک برای تحقیقات سیستم خورشیدی در آلمان، در بیانیه‌ای که توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) منتشر شد گفت تیم این شبیه سازی را اجرا کرد، آن‌ها روشنایی‌هایی در مقیاس مشابه آتش سوزی مشاهده شده توسط مدار خورشیدی را مشاهده کردند، سپس با دقت بیشتری به اغتشاشات مغناطیسی در حوالی هفت مورد از درخشان‌ترین آتش‌سوزی‌های شبیه سازی شده که تقریبا به همان اندازه درخشان‌ترین حوادث شناسایی شده توسط منظومه خورشیدی بودند، رسیدند.

هاردی گفت: مدل، خطوط میدان مغناطیسی را ردیابی می‌کند و به ما این امکان را می‌دهد که تغییرات میدان مغناطیسی در حوادث و اطراف آن را با گذشت زمان مشاهده کنیم.

هاردی اضافه کرد با ردیابی این خطوط مغناطیسی مشخص شد که فرآیندی به نام اتصال مجدد در حال انجام است. دانشمندان این فرضیه را مطرح می‌کنند که اتصال مجدد مغناطیسی، شراره‌های خورشیدی در مقیاس بزرگ و بیرون انداختن جرم خورشید را آغاز می‌کند. اختلالات قابل مشاهده در سطح خورشید هنگامی رخ می‌دهد که دو خط میدان مغناطیسی از جهت مخالف شکسته شده و دوباره به هم متصل شوند و مقدار زیادی انرژی را در این روند آزاد کنند.

یاجی چن، دانشجوی دکترای دانشگاه پکن چین و نویسنده اصلی مقاله گفت: در بیانیه آژانس فضایی اروپا، آتش سوزی‌هایی که قطر آن‌ها حدود ۲۵۰ و ۲۵۰۰ مایل (۴۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلومتر) است، از نظر انسان بزرگ به نظر می‌رسد، اما در واقع در مقایسه با شعله‌های خورشیدی شناخته شده، اما نادرتر که باعث طوفان‌های مغناطیسی روی زمین و همچنین نمایش‌های شفق قطبی زیبا می‌شوند، بسیار کوچک هستند.

آنچه به این آتش سوزی‌ها اهمیت می‌بخشد فراوانی آن‌هاست. در اولین تصاویر مدارگرد خورشیدی که در ژوئیه سال ۲۰۲۰ منتشر شد، دانشمندان می‌توانستند آتش سوزی را در سراسر دیسک خورشید مشاهده کنند، هر کدام مانند یک شمع به مدت ده ثانیه تا چند دقیقه قبل از ناپدید شدن سوسو می‌زند.

این ایده که شعله‌های خورشیدی مینیاتوری می‌توانند عامل گرم شدن مرموز آن باشند، برای اولین بار در دهه ۱۹۸۰ توسط اوژن پارکر، فیزیکدان آمریکایی، (نام دیگر سفینه فضایی علوم خورشیدی با نام Parker Solar Probe ) ناسا، مطرح شد.

دانیل مولر، دانشمند پروژه مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا گفت: ماموریت ما خوش شانس است که بر اساس نظریه‌ها و مدل‌های ارائه شده در دهه‌های گذشته، ساخته شده است. ما مشتاقانه منتظریم ببینیم که مدارگرد و جامعه خورشیدی که با داده‌های ما کار می‌کنند چه جزئیات کمکی در حل سوالات باز در این زمینه مهیج دارند.

نتایج به ویژه قابل توجه است، زیرا مدارگرد خورشیدی هنوز در مرحله علمی رسمی خود نیست. این فضاپیما که قصد دارد نزدیکترین عکس از خورشید را ثبت کند، هنوز در یک دوره اعتبار سنجی و تنظیمات مداری است که به عنوان مرحله کروز شناخته می‌شود. این در نوامبر سال ۲۰۲۱ رسما کاوش علمی خود را در مورد ستاره در مرکز منظومه شمسی آغاز خواهد کرد.

تصاویری که آتش سوزی‌ها را آشکار کرد، در ژوئن سال ۲۰۲۰ در حوالی اولین نمونه فضاپیما و نزدیکترین نقطه به مدار خورشید گرفته شده است. در آن زمان فضاپیما حدود ۴۸ میلیون مایل (۷۷ میلیون کیلومتر) از سطح ستاره فاصله داشت، یعنی تقریبا نیمی از فاصله متوسط بین خورشید و زمین. اما کنترل کننده‌های مدارگرد خورشیدی همچنان مدار خود را به دور خورشید محکم می‌کنند که در نهایت فضاپیما را به فاصله فقط ۴۲ میلیون کیلومتر می‌رساند.