تلاش ناسا برای لمس خورشید
به گزارش رسانه مدیاتی، ما هر روز نور خورشید را میبینیم. در دهههای اخیر، تلسکوپها در فضا و زمین پرتوهای خورشید را در طول موجهای مختلف طیف الکترومغناطیسی بررسی کردهاند. با وجود اینکه این تلسکوپها توانستهاند در حوزههای مختلف به مطالعه خورشید بپردازند، هنوز مناطق قطبی را که برای یادگیری در مورد ساختار مغناطیسی درونی خورشید مهم هستند، رصد نشده است.
با وجود تمام آن بررسیها، یک سوال حل نشده باقی ماند. خورشید یک کره با دمای سطحی 6,000 درجه سانتیگراد است. اما لایههای بیرونی اتمسفر آن که تاج نامیده میشود، میتواند یک میلیون درجه داغتر باشد. میتوانید آن غلاف را در طی خورشیدگرفتگی کامل ببینید، همانطور که در 8 آوریل در بالای قسمتی از آمریکای شمالی اتفاق افتاد.
امسال، آن هاله متفاوت از هالهای بود که در آخرین کسوف آمریکای شمالی در سال 2017 ظاهر شد. برای حل این معما و دیگر معماها، دانشمندان به یک کاوشگر فضایی برای رصد خورشید نیاز داشتند. این فضاپیما – کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا – در سال 2018 به فضا پرتاب شد. همانطور که پارکر به دور خورشید میچرخد، برای مطالعه بیشتر درباره این غلاف، داخل و خارج تاج خورشیدی را بررسی میکند. پارکر اکنون دادههایی را جمعآوری کرده است که تاثیر متقابل فعالیت مغناطیسی در مقیاس کوچک در جو خورشید و داغ بودن تاج خورشیدی را بررسی میکند.
از سطح تا غلاف خورشید
برای درک این موضوع، باید میدانهای مغناطیسی را در نظر بگیریم. موتور مغناطیسی خورشید، به نام دینام خورشیدی، حدود 200,000 کیلومتر زیر سطح خورشید قرار دارد. همانطور که خورشید میچرخد، آن موتور فعالیت خورشیدی را هدایت میکند. هنگامی که خورشید فعالتر است، شعلههای خورشیدی، لکههای خورشیدی و فورانها، در شدت و فرکانس افزایش مییابند.
در سطح خورشید، میدانهای مغناطیسی در ابرگرانولها، که شبیه حبابهای روغن در حال جوش هستند، جمع میشوند. سطح خورشیدی که دائما در حال جوشیدن است، این میدانهای مغناطیسی را در این سلولها متمرکز و تقویت میکند. سپس این میدانهای تقویتشده، نانوشعلهها را هنگام تعامل با پلاسمای خورشیدی به فضا پرتاب میکنند.
در طول سالها، دانشمندان توضیحات زیادی برای این دمای فوقالعاده داغ ارائه کردند. برخی از آنها، اتمسفر خورشیدی را به عنوان یک سیال در نظر میگیرند و انتقال گرما را همانطور که در یک سیال اتفاق میافتد توضیح میدهند؛ یعنی از طریق آبشارهایی که گرما را از مخازن بزرگ به مخازن کوچکتر منتقل میکنند. برخی دیگر پیشنهاد کردند که امواج مغناطیسی که از سطح خورشید منشا میگیرند، دائماً در حال جنبش هستند و گرما را به جو منتقل میکنند.
در سال 1988، یوجین پارکر، اخترفیزیکدان دانشگاه شیکاگو، استدلال کرد که همرفت در سطح خورشید، میتواند میدانهای مغناطیسی را که به تاج امتداد یافتهاند، در هم بپیچد و در نتیجه انرژی مغناطیسی را در جو خورشید ایجاد و ذخیره کند. در آنجا انرژی، اتمسفر را تا دمای بالا گرم میکند و منجر به شعلههای نانو میشود. ایده پارکر منطقی بود، اما دانشمندان اطلاعات کافی برای تأیید یا رد هیچ یک از توضیحات نداشتند.
امیدی تازه
در سال 2005 صدها دانشمند در ویستلر، بریتیش کلمبیا ملاقات کردند. تا آن زمان، جامعه خورشیدی بیشتر بر رصدهای خورشیدی از راه دور متمرکز شده بود که توسط تلسکوپهای زمینی، موشکها یا ماهوارههایی مانند SOHO انجام میشد. از سوی دیگر، جامعه باد-خورشیدی مشغول جمعآوری و تجزیه و تحلیل نمونههایی از تاج با استفاده از ماهوارههایی مانند کاوشگر پیشرفته ناسا و یولیسس بود.
دادههای SOHO نشان داده بود که میدان مغناطیسی خورشیدی بسیار متغیرتر از آن چیزی است که دانشمندان تصور میکردند. با اینکه بحثها در این جلسه طولانی و فشرده بود، اما پایه و اساس یک تصمیم کلیدی ایجاد شد: نیاز مطلق به انجام مشاهدات نزدیکتر به خورشید. ایده مدلی از فضاپیما که میتوانست در برابر سختی محیط نزدیک به خورشید مقاومت کند، مطرح بود و پس از چهار دهه فکر کردن در مورد آن، قرار بود آن را به واقعیت تبدیل کنند.
بیشتر بخوانید: 5 وسیله ای که نباید به سیم سیار وصل کنید
لمس خورشید
یوجین پارکر شاهد پرتاب کاوشگر خورشیدی پارکر از کیپ کاناورال در سال 2018 بود. این فضاپیما در 28 آوریل 2021، برای اولین بار تاج خورشید را لمس کرد. پارکر اکنون نزدیکترین فضاپیما به خورشید و سریعترین جسم ساخته شده توسط انسان است که تا کنون به فضا پرتاب شده است. این فضاپیما در ماه مارس برای هجدهمین بار از کنار خورشید با سرعتی عبور کرد که شما را در عرض 20 ثانیه از واشنگتن دی سی به لس آنجلس و در 36 دقیقه از زمین به ماه میرساند.
اگرچه برخی از دانشمندان کاملاً متقاعد نشدهاند که این مشکل حل شده است، اما اکنون نتایج به این سمت رفتهاند که توضیح پارکر در سال 1988 درست بود. گرمایش تاج در نهایت به میدانهای مغناطیسی در مقیاسهای کوچک بستگی دارد. دانههای همرفتی روی سطح خورشید، میدانهای مغناطیسی را در لبههای خود متمرکز میکنند و زنجیرهای از رویدادها را آزاد میکنند که از طریق فعل و انفعالات مغناطیسی بعدی در جو، به باد خورشیدی مافوق صوت و دمای میلیوندرجهای که میبینیم منجر میشود.
اواخر امسال، کاوشگر خورشیدی پارکر رکورد خود را خواهد شکست و حتی به خورشید نزدیکتر خواهد شد. سفری دیگر به جهنم و بازگشت از آن، در جستجوی پاسخهای بیشتر برای اسرار برجسته خورشیدی.
