تصاویر بی‌نظیر ناسا، راز تک‌ستاره منظومه شمسی را فاش کرد

گجت نیوز: چرا تاج تک ستاره منظومه شمسی داغ‌تر از سطح آن است؟ تکنولوژی جدیدی با نشان دادن جزئیات پنهان خورشید به این سوال قدیمی پاسخ می‌دهد.

دانشمندان برای نخستین بار با استفاده از یک فناوری پیشگامانه روی یک تلسکوپ زمینی، موفق به ثبت دقیق‌ترین و شفاف‌ترین تصاویر از تاج خورشیدی شده‌اند؛ دستاوردی که می‌تواند به حل یکی از بزرگترین معماهای فیزیک یعنی «مشکل گرمایش تاج خورشیدی» کمک شایانی کند.

راز تک ستاره منظومه شمسی

در حالی که تلاش‌های مستمر ناسا با ابزارهایی مانند «رصدخانه دینامیک خورشیدی» درک ما از خورشید را متحول کرده است، اکنون تیمی از محققان رصدخانه ملی خورشیدی (NSO) و مؤسسه فناوری نیوجرسی (NJIT) با یک جهش فناورانه از روی زمین، پنجره‌ای کاملا جدید به سوی اتمسفر سوزان ستاره ما گشوده‌اند.

این تصاویر خارق‌العاده که با تلسکوپ ۱.۶ متری گود (Goode Solar Telescope) به ثبت رسیده، جزئیاتی را آشکار می‌کند که پیش از این تنها در تئوری‌ها وجود داشت.

چالش‌های رصد تاج خورشیدی

تاج (Corona)، خارجی‌ترین لایه اتمسفر خورشید است که میلیون‌ها کیلومتر در فضا امتداد دارد. این منطقه به‌طرز شگفت‌انگیزی میلیون‌ها درجه کلوین داغ‌تر از سطح خورشید است که دمایی در حدود ۶۰۰۰ درجه کلوین دارد. این اختلاف دمای غیرمنتظره به «مشکل گرمایش تاج خورشیدی» معروف است و دهه‌هاست که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.

رصد تاج خورشیدی به دلیل روشنایی بسیار کمتر آن در مقایسه با دیسک درخشان خورشید، فوق‌العاده دشوار است. به همین دلیل، بهترین زمان برای مشاهده آن از زمین حین خورشید گرفتگی کامل است.

اما اکنون به لطف یک سیستم انقلابی به نام اپتیک تطبیقی (Adaptive Optics – AO) دیگر نیازی به انتظار برای کسوف نیست. این فناوری با استفاده از آینه‌های تغییرشکل‌پذیر که توسط کامپیوتر کنترل می‌شوند، اثرات مخرب و تارکننده جو زمین را به‌صورت آنی خنثی کرده و تصاویری به شفافیت تلسکوپ‌های فضایی ارائه می‌دهد.

به گفته دیرک اشمیت، دانشمند اپتیک تطبیقی در NSO و نویسنده اصلی این تحقیق، اغتشاشات موجود در هوا، کیفیت تصاویر اجرام فضایی مانند خورشید که از طریق تلسکوپ‌های ما دیده می‌شوند را به شدت کاهش می‌دهد؛ اما ما می‌توانیم آن را اصلاح کنیم. ساخت ابزاری که خورشید را به شکلی بی‌سابقه به ما نشان می‌دهد، فوق‌العاده هیجان‌انگیز است.

جزئیات شگفت‌انگیز در تاج تک ستاره منظومه شمسی

این فناوری جدید، وضوح تصاویر را ۱۰ برابر افزایش داده و ساختارهایی به کوچکی ۶۳ کیلومتر را در تاج خورشیدی نمایان کرده است. این تصاویر پدیده‌هایی مانند «باران تاجی» را با جزئیاتی باورنکردنی به نمایش می‌گذارند. باران تاجی زمانی رخ می‌دهد که رشته‌های پلاسمای داغ در تاج خورشیدی سرد شده و تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی قدرتمند به سمت سطح خورشید باز می‌گردند.

طبق اظهارات توماس شاد، ستاره‌شناس رصدخانه ملی خورشیدی، قطرات باران در تاج خورشید می‌توانند باریک‌تر از ۲۰ کیلومتر باشند. این یافته‌ها بینش رصدی جدید و ارزشمندی را ارائه می‌دهند که برای آزمایش مدل‌های کامپیوتری از فرآیندهای تاجی حیاتی است.

به گفته واسیل یورچیشین، یکی از نویسندگان این مطالعه از مؤسسه فناوری نیوجرسی، این‌ها با اختلاف دقیق‌ترین مشاهدات در نوع خود هستند و ویژگی‌هایی را نشان می‌دهند که قبلا هرگز دیده نشده بودند و هنوز کاملا مشخص نیست که چه هستند.

درک این ساختارهای فوق‌العاده ظریف در پلاسما، کلید پاسخ به دو سؤال اساسی است: چگونه پلاسمای تک ستاره منظومه شمسی تا میلیون‌ها درجه داغ می‌شود و فوران‌های خورشیدی چگونه و چه زمانی آغاز می‌شوند؟

آغاز عصری جدید در فیزیک خورشیدی

این پیشرفت یک نقطه عطف در ستاره‌شناسی خورشیدی محسوب می‌شود. توماس ریمل، مدیر ارشد فناوری NSO، این دستاورد را پر کردن یک شکاف چند دهه‌ای در علم می‌داند. در حالی که سیستم‌های اپتیک تطبیقی قدیمی‌تر سطح خورشید را به‌خوبی رصد می‌کردند، در مشاهده تاج ناتوان بودند.

گام بعدی پیاده‌سازی این سیستم پیشرفته روی بزرگترین تلسکوپ خورشیدی جهان یعنی تلسکوپ خورشیدی دنیل کی. اینوی (Daniel K. Inouye Solar Telescope) در هاوایی است. با آینه غول‌پیکر ۴ متری این تلسکوپ، دانشمندان قادر خواهند بود تا ساختارهای تک ستاره منظومه شمسی را با وضوحی بیشتر بررسی کنند.

فیلیپ گود معتقد است این فناوری تحول‌آفرین به زودی در تمام رصدخانه‌های بزرگ جهان به کار گرفته خواهد شد و ستاره‌شناسی خورشیدی زمینی را بازتعریف خواهد کرد. با عملیاتی شدن اپتیک تطبیقی تاجی، عصری جدید در فیزیک خورشیدی آغاز شده که نوید بخش اکتشافات بسیار بیشتری در دهه‌های آینده است.