در قلب خورشید چه رازی نهفته‌ است؟

خبرآنلاین: دانشمندان ممکن است راهی برای بررسی فرآیندهای عجیبی که ذرات خورشیدی را با سرعت های فوق العاده شتاب می دهند، پیدا کرده باشند.

شعله های خورشیدی و پرتاب جرم تاجی (CMEs) - فوران های عظیم پلاسمای فوق گرم - دو تا از پر انرژی ترین فرآیندهایی هستند که در منظومه شمسی دیده می شوند.

میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر شدیدترین پیامدهای این طوفان‌های خورشیدی محافظت می‌کند، اما شعله‌های قوی و CME هنوز می‌توانند زندگی ما را مختل کنند. به عنوان مثال، CME های هدایت شده از زمین می توانند طوفان های ژئومغناطیسی ایجاد کنند که شبکه های برق و شبکه های ارتباطی را مختل می کند. (با این حال، همه چیز بد نیست؛ چنین طغیان‌هایی شفق‌های قطبی را نیز افزایش می‌دهند.)

در نتیجه، دانشمندان مشتاق درک بهتر این رویدادهای به اصطلاح ذرات انرژی خورشیدی (SEP) هستند. اما بررسی فرآیند شتاب ذرات اساسی درگیر در رویدادهای SEP مشکل است.

تحقیقات جدید برای اولین بار نشان می‌دهد که اتم‌های خنثی پرانرژی (ENA) - ذرات بدون بار الکتریکی که با سرعت‌های باورنکردنی حرکت می‌کنند - می‌توانند برای بررسی روند شتاب در رویدادهای بزرگ SEP مانند CME و شراره‌های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرند.

یافته‌های جدید کاملاً مرتبط هستند، زیرا در طول فعالیت‌های خورشیدی بالا منتشر شده‌اند. اخیراً زمین توسط شعله های خورشیدی قدرتمند و CME های خشن مورد هدف قرار گرفته‌است. به عنوان مثال، یک لکه خورشیدی نادر به نام AR۳۲۹۶ در ۷ می فوران کرد و یک شراره خورشیدی و یک CME را به سمت سیاره ما فرستاد.

شعله ی خورشیدی متشکل از تشعشعات الکترومغناطیسی، ابتدا برخورد کرد و بالای جو زمین را یونیزه کرد و یک خاموشی رادیویی در غرب ایالات متحده و اقیانوس آرام ایجاد کرد. CME ها از پلاسما تشکیل شده اند و بنابراین با سرعت چند میلیون مایل در ساعت آهسته تر حرکت می کنند. بنابراین CME از رویداد ۷ می چند روز بعد رسید.

طبق این مطالعه جدید که توسط گانگ لی، استاد علوم فضایی در دانشگاه آلاباما در هانتسویل انجام شد، ذرات ENA همچنین می توانند برای تشخیص تفاوت بین دو مکان مختلف شتاب ذرات خورشیدی استفاده شوند. این مکان‌ها حلقه‌های عظیم پلاسما هستند که از لکه‌های خورشیدی بیرون می‌آیند و منجر به شراره‌های خورشیدی و مناطقی می‌شوند که در پایین دست شوک‌های ناشی از CME هستند.

لی در بیانیه‌ای گفت: هدف نهایی استفاده از ENAها به دست آوردن پارامترهای فیزیکی مختلف در مکان‌های شتاب است. دانشمندان می‌دانند که ذرات را می‌توان در دو مکان ممکن شتاب داد: شعله‌های خورشیدی یا شوک ناشی از CME. با این حال، کدام سایت در شتاب دادن ذرات کارآمدتر است؟ کدام مکان می تواند ذرات را به انرژی های بالاتر شتاب دهد؟ اینها اغلب سوالات بحث برانگیز هستند و ما پاسخ آن را نمی دانیم.»

پاسخ به این سؤالات با مشاهده ساده خورشید دشوار بوده است، زیرا اندازه گیری مستقیم از اطراف این مکان های شتاب دشوار است. از آنجایی که ENA ها ذرات خنثی هستند، معمولاً اتم های هیدروژن، تحت تأثیر میدان های مغناطیسی قرار نمی گیرند. اعضای تیم گفتند که این ویژگی آنها را برای مطالعه از راه دور این سایت ها مفید می کند.

لی گفت: «این ذرات خنثی تحت تأثیر تلاطم باد خورشیدی MHD [مغناطیسی هیدرودینامیکی] قرار نمی گیرند. در مقایسه، پروتون‌ها، یون‌ها و الکترون‌ها، چون باردار هستند، انتشار آنها از خورشید به زمین توسط میدان مغناطیسی باد خورشیدی مختل می‌شود.

لی افزود: این بدان معناست که ENA ها تمام اطلاعات فیزیکی محل شتاب را بدون اعوجاج ناشی از میدان های مغناطیسی حمل می کنند. بنابراین، یک آشکارساز اختصاصی ENA در اطراف زمین به طور بالقوه می تواند اسرار آنها را باز کند، حتی اگر ۹۳ میلیون مایل (۱۵۰ میلیون کیلومتر) از محل شتاب ذرات فاصله داشته باشد.

ناسا در حال حاضر در حال برنامه ریزی چنین ابزاری به عنوان بخشی از ماموریت کاوشگر نقشه برداری و شتاب بین ستاره ای خود (IMAP) است که قادر به اندازه گیری ENA های منشأ گرفته از خورشید خواهد بود.