ناسا کیوب ست را برای ارزیابی منشا پلاسمای داغ در تاج خورشید انتخاب کرد!!

شبیه‌سازی‌هایی از آنچه که طیف‌سنج تصویربرداری CubIXSS در طول یک دقیقه شراره‌‌های خورشیدی (بالا) و بیش از یک ساعت از یک منطقه فعال خواهد دید. در بالای آشکارساز، چهار تصویر از خورشید از فیلترهای مختلف گرفته می‌شود که طول‌موج‌های مختلف پرتو ایکس (“رنگها”) را مسدود می‌کند. در انتهای آشکارساز، کل طیف پرتو ایکس از هر نقطه از خورشید به طرفین پخش می‌شود و امکان اندازه‌گیری دقیق دما و ترکیب پلاسما در هر نقطه از تاج را فراهم می‌کند. (تصاویر خورشیدی چرخانده شده‌اند تا قطب شمال خورشیدی به سمت راست اشاره کند.). اعتبار: SwRI

ناسا طیف‌سنج خورشیدی اشعه ایکس تصویربرداری کیوب‌ست (CubIXSS) را به رهبری موسسه تحقیقات جنوب غربی برای اندازه‌گیری ترکیب عنصری پلاسمای داغ و چند میلیون درجه‌ای در تاج خورشید – بیرونی‌ترین جو آن – انتخاب کرده است. انتظار می‌رود این نانوماهواره در سال 2024 به عنوان محموله ثانویه در پرتاب ماهواره دیگری پرتاب شود. CubIXSS منشا پلاسمای داغ – گاز بسیار یونیزه – را در شراره‌های خورشیدی و مناطق فعال تعیین می‌کند.

غلظت میدان‌های مغناطیسی قوی و پیچیده در سطح خورشید را “مناطق فعال” می‌نامند. این مناطق اغلب فعالیت‌های خورشیدی قوی از جمله “طوفان‌های خورشیدی” انفجاری مانند شراره‌های خورشیدی و پرتاب جرم تاجی (CME) را ایجاد می‌کنند.

دکتر امیر کاسپی، دانشمند اصلی SwRI، رهبر این مأموریت، گفت: «شراره‌‌های خورشیدی به این دلیل اتفاق می‌افتد که میدان مغناطیسی در آن منطقه فعال آنقدر پیچ خورده و درهم پیچیده شده است». این ضربه انرژی زیادی آزاد می‌کند که ما آن را به عنوان شراره خورشیدی می بینیم.

شراره ‌خورشیدی پلاسمای خورشید را در آن ناحیه گرم می‌کند تا تا ده ها میلیون درجه سانتیگراد گرم شود. این مکان به طور قابل توجهی گرمتر از بقیه تاج خورشید است، که معمولاً از 1 تا چند میلیون درجه متغیر است، و بسیار داغتر از سطح خورشید، که فقط حدود 6000 درجه است.

کاسپی گفت: «یکی از چیزهای جالبی که ما واقعاً نمی‌دانیم این است که چه مقدار پلاسما در شراره‌های خورشیدی مستقیماً در تاج گرم می‌شود و چه مقدار در اتمسفر پایینی خورشید گرم می‌شود و سپس به تاج منتقل می‌شود. “CubIXSS اشعه ایکس حاصل از این پدیده‌ها را اندازه‌گیری می‌کند تا به ما این امکان را بدهد که این راز را کشف کنیم.”

طرح طیف‌سنج خورشیدی پرتو ایکس کیوب‌ست طراحی شده توسط SwRI (CubIXSS)، که توسط ناسا به عنوان ماموریت فضایی آینده انتخاب شده است. CubIXSS فراوانی عناصر در تاج خورشید را اندازه‌گیری می‌کند تا منشاء پلاسمای داغ در شراره‌های خورشیدی و مناطق فعال را تعیین کند. اعتبار: SwRI

یک کیوب‌ست استاندارد یک مکعب 10 سانتی‌متری با حجم یک لیتر است که به آن “1U” می‌گویند. CubIXSS شش واحد از این واحدها یا 6U را به اندازه یک جعبه کفش یا دو قرص نان  در خود جا می‌دهد. این دستگاه طیف‌سنج‌های متعددی را برای اندازه‌گیری طول‌موج‌ها یا «رنگ‌های» مختلف پرتوهای ایکس از خورشید، از جمله نوع جدیدی از طیف‌سنج تصویربرداری اشعه ایکس برای تعیین مقدار عناصر کلیدی خاص در تاج خورشید، حمل خواهد کرد. به کاسپی اجازه می‌دهد محل گرم شدن پلاسما را شناسایی کند.

کاسپی گفت: «برخی از گونه‌های عنصری – یون‌های خاص – فقط می‌توانند در محدوده خاصی از دما وجود داشته باشند، بنابراین دیدن اینکه کدام عناصر رایج‌تر هستند به ما کمک می‌کند تا یک نقشه دمایی ایجاد کنیم. “مشاهدات قبلی نسبت بیشتری از عناصر خاص در تاج را نسبت به سایر مناطق خورشید نشان داده است. با اندازه‌گیری فراوانی این عناصر در هر دما، ما قادر خواهیم بود بفهمیم که پلاسمای گرم شده از کجا آمده است.”

CubIXSS اولین دستگاه در نوع خود خواهد بود که به طور معمول طول‌موج‌های خاصی از انتشار پرتو ایکس خورشیدی را اندازه‌گیری می‌کند که نه تنها به تعیین فراوانی عناصر خورشیدی کمک می‌کند، بلکه تأثیر مستقیمی بر روی زمین دارد. اشعه ایکس از خورشید می‌تواند به گسترش جو فوقانی زمین کمک کند که می‌تواند باعث افزایش کشش ماهواره‌ها در مدارهای پایین و تغییر مسیر آنها شود. آنها همچنین باعث ایجاد تغییراتی در یونوسفر زمین، یک منطقه باردار در جو فوقانی می‌شوند که می‌تواند بر ارتباطات رادیویی تأثیر بگذارد.

کاسپی گفت: «اگرچه ممکن است به نظر برسد کاری که ما انجام می‌دهیم بسیار آکادمیک است، اما مطالعه خورشید برای افرادی که روی زمین زندگی می‌کنند بسیار مهم است. تقریباً تمام اتفاقاتی که در سیاره ما می‌افتد را هدایت می‌کند.» CMEها و شراره‌های خورشیدی می‌توانند بر ماهواره‌ها و فرکانس‌های رادیویی تأثیر بگذارند و ارتباطات را هم بر روی زمین و هم با ماهواره‌های موجود در فضا مختل کنند. درک چگونگی وقوع این اتفاقات برای فهمیدن علت وقوع آنها بسیار مهم است، که به ما در پیش‌بینی این رویدادهای «آب و هوای فضایی» و کاهش اثرات آنها کمک می‌کند.”

قرار است کار بر روی CubIXSS در اواخر سال 2021 آغاز شود و تاریخ پرتاب آن اواخر سال 2024 پیش بینی شده است.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NASA selects CubeSat to assess the origins of hot plasma in the Sun’s corona

by Southwest Research Institute

NOVEMBER 1, 2021

https://phys.org/news/2021-11-nasa-cubesat-hot-plasma-sun.html