کشف موتور پنهان شراره‌های خورشیدی

به نقل از اسپیس، مشاهدات بی‌سابقه فضاپیمای سولار اوربیتر نشان می‌دهد که شراره‌های خورشیدی بزرگ از یک فرآیند زنجیره‌ای و بهمن‌گونه از رویدادهای مغناطیسی کوچک‌تر نشأت می‌گیرند. این کشف، گام مهمی در جهت درک منشأ طوفان‌های خورشیدی و پیش‌بینی اثرات آنها بر زمین است.

مأموریت سولار اوربیتر آژانس فضایی اروپا برای نخستین بار موفق شده است موتور مغناطیسی پنهان در قلب یک شراره خورشیدی بزرگ را مشاهده و رمزگشایی کند. تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده از یک فوران متوسط در ۳۰ سپتامبر ۲۰۲۴ نشان می‌دهد که این انفجار عظیم نه یک رویداد منفرد، بلکه نتیجه یک بهمن از ناپایداری‌های مغناطیسی کوچک است که به سرعت گسترش یافته و به اوج خود رسیده است.

سولار اوربیتر که در فاصله تنها ۴۳.۳ میلیون کیلومتری از خورشید قرار داشت، با استفاده از چهار ابزار خود توانست ۴۰ دقیقه پیش از وقوع شراره اصلی را با دقت بی‌سابقه‌ای رصد کند. دوربین فرابنفش این فضاپیما تغییرات میدان مغناطیسی در تاج خورشید را با وضوح چندصد کیلومتر و در بازه‌های زمانی کمتر از دو ثانیه ثبت کرد.

دانشمندان ابتدا جرقه‌های کوچک و نقاط درخشان ناشی از اتصال مجدد مغناطیسی (پاره شدن و اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی پرانرژی) را مشاهده کردند. این جرقه‌ها به‌صورت زنجیره‌ای و شبیه به یک بهمن، رویدادهای بزرگ‌تر و پرانرژی‌تری را ایجاد کردند که در نهایت به فوران اصلی منجر شد. پیش از اوج شراره، روبان‌هایی از پلاسما با سرعت بسیار بالا در جو خورشید به سمت پایین حرکت کرده و باران توده‌های پلاسمای بزرگ را به سطح خورشید فرود آوردند.

این مشاهده مستقیم، مدل نظری آزادسازی انرژی به‌صورت بهمنی را که پیش‌تر برای توضیح رفتار جمعی هزاران شراره کوچک مطرح شده بود، برای نخستین بار درمورد یک شراره منفرد اثبات کرد. پرادیپ چیتا نویسنده اصلی این پژوهش از مؤسسه ماکس پلانک، گفت: «ما شگفت‌زده شدیم که چگونه این شراره بزرگ توسط مجموعه‌ای از رویدادهای اتصال مجدد کوچک‌تر هدایت می‌شود که به سرعت در فضا و زمان گسترش یافتند.»

شراره‌های خورشیدی و طوفان‌های تاجی ناشی از آن‌ها می‌توانند با پرتاب ذرات پرانرژی و ابرهای پلاسما به سمت زمین، باعث اختلال در شبکه‌های برق، ماهواره‌ها، سیستم‌های مخابراتی و حتی افزایش خطر برای فضانوردان شوند. در مقابل، این پدیده‌ها منبع اصلی نمایش‌های زیبای شفق قطبی نیز هستند. درک دقیق مکانیسم شکل‌گیری شراره‌ها گام کلیدی در بهبود هواشناسی فضایی و پیش‌بینی دقیق‌تر این رویدادها برای محافظت از زیرساخت‌های حیاتی زمین است.

نتایج جدید سولار اوربیتر نشان می‌دهد که شراره‌های خورشیدی متوسط و بزرگ از یک فرآیند بهمنی در میدان مغناطیسی خورشید شکل می‌گیرند. رصد بی‌سابقه این فضاپیما از فاصله نزدیک، ثبت کرد که چگونه اتصالات مجدد مغناطیسی کوچک و محلی، مانند نخستین گلوله‌های برف، به سرعت زنجیره‌ای از رویدادهای بزرگ‌تر را راه می‌اندازند تا در نهایت به یک انفجار کامل ختم شوند.

این کشف، درک ما از منشأ انرژی شراره‌ها را دگرگون کرده و مسیر را برای مدل‌سازی دقیق‌تر و پیش‌بینی این پدیده‌ها هموار می‌کند. این مکانیسم ممکن است تنها محدود به خورشید نباشد و فعالیت انفجاری دیگر ستاره‌ها را نیز توضیح دهد.

یافته‌های این تحقیق که در ۲۱ ژانویه در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده، نقطه عطفی در مأموریت سولار اوربیتر محسوب می‌شود. میحو ژانویه، دانشمند پروژه این مأموریت، این نتایج را «یکی از هیجان‌انگیزترین دستاوردهای سولار اوربیتر تاکنون» توصیف کرده است.