سرانجام میتوان منبع سایههای شبحمانند در جو خورشید را شناسایی کرد!!
در نهایت ممکن است توضیحی برای سایههای مرموز مواد در حال سقوط در جو خورشید داشته باشیم که در جریان شرارههای خورشیدی مشاهده شدهاند.
اولین بار این رگههای سایه مرموز در سال 1999 مشاهده شد – که به صورت “حفرههای تاریک رو به پایین حرکت میکنند” – تصور میشد که مربوط به فعل و انفعالات میدان مغناطیسی است که باعث فورانهای خورشیدی میشود. اکنون، فیزیکدانان خورشیدی دریافتهاند که در واقع اینطور نیست. بلکه، اینها نتیجه فعل و انفعالات سیال در پلاسمای خورشیدی است.
این پدیده بسیار شبیه ساختارهایی است که در بقایای ابرنواخترها مشاهده میشود، جایی که ناپایداریها همچنین به ساختارهای بلند و انگشت مانند منجر میشوند. این یافته به ما کمک میکند تا رفتار خشن خورشید متلاطم خود را بهتر درک کنیم.
این ایده غیرمنطقی نیست که ساختارها ممکن است ارتباطی با میدان مغناطیسی خورشیدی داشته باشند، زیرا میدانهای مغناطیسی بسیار پیچیده و آشفته خورشید همان چیزی است که برای شروع شراره ایجاد میکند.
ستاره ما یک توپ متلاطم از پلاسمای فوقالعاده داغ است، سیالی متشکل از ذرات باردار که به شدت با نیروهای الکترومغناطیسی تعامل دارد. از آنجایی که خورشید یک کره است، سطح استوایی سریعتر از قطبها میچرخد. این امر منجر به درهمتنیدگی میدان مغناطیسی خورشیدی میشود که به نوبه خود میتواند میدانهای مغناطیسی محلی قوی را در سراسر خورشید ایجاد کند و لکههای خورشیدی را باز کند که از آن شعلهها بیرون میآیند.
در این میدانهای مغناطیسی موضعی، خطوط میدان میتوانند هرج و مرج رشد کنند. در ریشههای شرارههای خورشیدی، خطوط متضاد به هم متصل میشوند، میشکنند و دوباره وصل میشوند. صفحات قدرتمند جریان الکتریکی نیز در سراسر منطقه شراره خورشیدی هسته کشیده میشوند. این اتصال مجدد مغناطیسی منجر به آزاد شدن انرژی و شتاب الکترونها به سرعتهای نسبیتی میشود.
کتی ریوز، ستارهشناس از مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان گفت:
“روی خورشید، آنچه اتفاق میافتد این است که میدانهای مغناطیسی زیادی دارید که در تمام جهات مختلف نشان میدهند. در نهایت میدانهای مغناطیسی به هم فشار میآورند تا جایی که دوباره پیکربندی میشوند و انرژی زیادی را به شکل یک شراره خورشیدی آزاد میکنند.
“مثل این است که یک نوار لاستیکی را دراز کنید و آن را از وسط برش دهید. تحت فشار قرار گرفته و نازک شده است، بنابراین به عقب باز خواهد شد.”
جریانهای رو به پایین سوپرآرکید، تعبیهشده در ساختارهای فنمانند، بسیار شبیه جریانهای پیشبینیشده اتصال مجدد است که در شبیهسازیهای مگنتوهیدرودینامیک – حرکت سیالات رسانای الکتریکی دیده میشود. اما با یک مشکل بزرگ: آنها حدود 15 درصد کندتر از جریان های خروجی شبیه سازی شده هستند که دانشمندان حل آن را دشوار میدانستند.
تیمی از محققان به سرپرستی چنگکای شن ستارهشناس از مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین میخواستند به عمق این اختلاف عجیب دست یابند، بنابراین تصاویری از جریانهای پایینبار رصدخانه دینامیک خورشیدی مستقر در فضای ناسا را گرفتند و به دقت مطالعه کردند.
سپس، آنها شبیهسازیهای شرارههای خورشیدی را اجرا کردند و آنها را با دادههای مشاهده مقایسه کردند. آنها دریافتند که اتصال مجدد مغناطیسی مسئول اکثر سایه ها نیست.
در عوض، هنگامی که جریانهای پایین اتصال مجدد مغناطیسی با حلقههای بسته میدان مغناطیسی شراره برخورد میکنند، یک شوک پایانی ایجاد میکنند. محققان خاطرنشان کردند که جریانهای رو به پایین سوپر آرکید به طور خود به خود در ناحیه مشترک متلاطم زیر شوک پایانی شکل میگیرند و نتیجه تعامل سیالاتی با چگالیهای مختلف – مانند نفت و آب است.
این ناحیه واسط شبیه به ناحیهای است که بین دو شوک رو به جلو و معکوس در یک باقیمانده ابرنواختر قرار گرفته است، جایی که ساختارهای انگشت مانندی نیز میتوان یافت.
ریوز گفت: “آن حفرههای تاریک و انگشت مانند در واقع فقدان پلاسما هستند. چگالی در آنجا بسیار کمتر از پلاسمای اطراف است.”
نتایج نشان میدهد که ناحیه رابط ممکن است پیچیدهتر از آن چیزی باشد که فکر میکردیم که میتواند به ما در درک چگونگی آزاد شدن انرژی مغناطیسی در طی شرارههای خورشیدی کمک کند. این تیم قصد دارد به انجام شبیهسازیهای سه بعدی پدیدههای خورشیدی برای بررسی بیشتر ادامه دهد.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
The Source of Ghostly Shadows in The Sun’s Atmosphere Could Finally Be Identified
MICHELLE STARR
28 JANUARY 2022
https://www.sciencealert.com/astronomers-may-have-finally-figured-out-mysterious-shadows-in-the-sun-s-atmosphere