رمزگشایی از میدان مغناطیسی جو خورشید

تلسکوپ خورشیدی دنیل کی. اینویه(Daniel K. Inouye) نقشه‌ای از میدان‌های مغناطیسی در تاج خورشید که قلمروی داغ و سوزان ستاره منظومه ماست، ارائه کرده است.

این اطلاعات برای درک فوران‌های خورشیدی، لکه‌های خورشیدی،‌ شراره‌های خورشیدی و معمای عجیب گرم‌تر بودن جو خورشید از سطح آن در منطقه‌ای به نام فوتوسفر(photosphere) حیاتی است.

تام چاد(Tom Schad) ستاره‌شناس رصدخانه ملی خورشیدی بنیاد ملی علوم آمریکا(NSO) می‌گوید: دستاورد تلسکوپ اینویه در نقشه‌برداری از میدان‌های مغناطیسی تاج خورشید، گواهی بر طراحی و قابلیت‌های نوآورانه این رصدخانه منحصر به فرد است. این پیشرفت نویدبخش درک ما از جو خورشیدی و تأثیر آن بر منظومه شمسی را بهبود می‌بخشد.

سطح خورشید بسیار پرتلاطم و درخشان است و بسیاری از جنجال‌های واقعاً پرانرژی در آن در جریان است. ما اغلب می‌توانیم نتایج این شیطنت‌ها را ببینیم که شامل شراره‌ها و پرتاب‌های جرم تاجی است که میلیاردها تن ذرات خورشیدی را به منظومه شمسی پرتاب می‌کند، اما بررسی جزئیات فرآیندهایی که آنها را تحریک می‌کنند در مقیاس کوچک بسیار دشوار است.

میدان‌های مغناطیسی نقش مهمی در فوران‌های خورشیدی دارند. خطوط میدان مغناطیسی به طور دائمی در حال چرخش، گره خوردن، کشیده شدن، شکستن و اتصال مجدد هستند. لکه‌های خورشیدی مناطقی در فوتوسفر هستند که میدان‌های مغناطیسی در آنها به شکل ‌ویژه قوی هستند و زمانی که خطوط میدان مغناطیسی شکسته می‌شوند و دوباره به هم متصل می‌شوند، این فرآیند انفجار قدرتمندی از انرژی و گرما تولید می‌کند که می‌تواند مواد خورشیدی را به پرواز درآورد.

اگرچه ما اغلب دید واضحی از تاج خورشید نداریم، اما طی یک خورشید گرفتگی، زمانی که ماه جلوی خورشید را می‌گیرد، می‌توانیم جریان‌ها و سایر پدیده‌های تاج خورشید را با جزئیات فوق العاده ببینیم.

طراحی برخی از ابزارهای خورشیدی از این پدیده الهام گرفته شده است، از جمله قطعه‌ای از تجهیزات معروف به تاج‌نگار برای مسدود کردن صفحه خورشیدی تا بتوانیم تاج خورشید را به وضوح ببینیم.

تلسکوپ اینویه یکی از این تلسکوپ‌هاست. این ویژگی همراه با قابلیت‌های وضوح بالای آن، آن را به ابزاری قدرتمند برای مطالعه فرآیندهایی در جو خورشید که به سختی دیده می‌شوند، تبدیل می‌کند.

این تلسکوپ برای ترسیم میدان‌های مغناطیسی در تاج خورشیدی از طیف‌سنج قطب فروسرخ نزدیک برودتی خود برای ثبت چیزی به نام «اثر زیمان»( Zeeman effect) استفاده کرد. اثر زیمان زمانی است که نور در یک خط خاص در یک طیف در حضور میدان مغناطیسی به چندین خط تقسیم می‌شود. دانشمندان قبلاً تلاش کرده بودند تا اثر زیمان را بر روی خورشید مشاهده کنند، اما با موفقیت محدودی مواجه شدند.

چاد و تیمش با استفاده از تلسکوپ اینویه به نشانه‌های واضحی از اثر زیمان در خط طیفی ساطع شده از اتم‌های آهن در تاج خورشیدی دست یافتند. علاوه بر این، آنها توانستند قطبش را مشاهده کنند که نمای بی‌سابقه‌ای از میدان مغناطیسی تاج خورشید ارائه می‌دهد.

به گفته محققان، این تازه اولین قدم است و مشاهدات و تجزیه و تحلیل‌های آینده درک ما را از فیزیک جو خورشید و به نوبه خود، از آب و هوای فضایی ناشی از فوران‌های قدرتمندی که می‌توانند در مریخ و فراتر از آن احساس شوند، بهبود می‌بخشد.

کریستوف کلر(Christoph Keller) اخترشناس و مدیر NSO که در این مقاله تحقیقاتی دخالتی نداشته است، می‌گوید: نقشه‌برداری از قدرت میدان مغناطیسی در تاج خورشید یک پیشرفت علمی اساسی است که نه فقط برای تحقیقات خورشیدی، بلکه برای نجوم به طور کلی سودمند است.

وی افزود: این آغاز عصر جدیدی است که در آن ما متوجه خواهیم شد که میدان مغناطیسی ستارگان چگونه بر سیارات، اینجا در منظومه شمسی خودمان و در هزاران منظومه دیگر که اکنون در مورد آنها می‌دانیم، تأثیر می‌گذارد.