منشاء انفجارهای خورشیدی کشف شد

به گزارش ایسنا، فضاپیمای مشترک «آژانس فضایی اروپا»(ESA) و ناسا موسوم به «مدارگرد خورشیدی»(Solar Orbiter) سرانجام توانست الکترون‌هایی را که تقریباً با سرعت نور حرکت می‌کنند تا خورشید ردیابی کند و دریافت که این الکترون‌ها از انواع مختلفی از فوران‌های خورشیدی نشأت می‌گیرند. این مدارگرد، «الکترون‌های پرانرژی خورشیدی»(SEEs) را در فضا پس از شتاب گرفتن تا انرژی‌های بالا، شناسایی کرد. دانشمندان توانستند منبع آنها را با هدف درک بهتر فیزیک خورشید مشخص کنند.

به نقل از اسپیس، این کشف دو نوع متمایز از الکترون‌های خورشیدی با منشاءهای متفاوت را آشکار کرد. یک گروه با شراره‌های خورشیدی که از مناطق کوچک خورشید منفجر می‌شوند، مرتبط است، در حالی که جمعیت دیگر با فوران‌های بزرگ‌تر و قدرتمندتر پلاسما با نام «خروج جرم از تاج خورشیدی»(CMEs) مرتبط هستند.

رویداد «خروج جرم از تاج خورشیدی»، فوران پُرجرم از باد خورشیدی و افزایش میدان‌های مغناطیسی است که از تاج خورشید بیرون می‌آید و در فضا منتشر می‌شود. این رویداد، معمولاً با دیگر پدیده‌های خورشیدی مانند شراره خورشیدی همراه است و از مناطق فعال خورشید برمی‌خیزد.

«الکساندر وارموث»(Alexander Warmuth) سرپرست این تیم و پژوهشگر «موسسه اخترفیزیک لایب‌نیتس پوتسدام»(AIP) در بیانیه‌ای گفت: ما یک تقسیم واضح بین رویدادهای ذرات تحریک‌پذیر می‌بینیم، جایی که این الکترون‌های پرانرژی به صورت انفجاری از سطح خورشید از طریق شراره‌های خورشیدی به سرعت دور می‌شوند. رویدادهای تدریجی که با «خروج جرم از تاج خورشیدی» گسترده‌تر مرتبط هستند، موج گسترده‌تری از ذرات را در طول بازه‌های زمانی طولانی‌تر منتشر می‌کنند.

پژوهشگران خورشیدی از قبل می‌دانستند که دو خانواده از «الکترون‌های پرانرژی خورشیدی» وجود دارند، اما مشاهدات «مدارگرد خورشیدی» در نهایت به آنها این امکان را داد تا بین منشاء این دو جمعیت ذرات تمایز قائل شوند.

«وارموث» توضیح داد: ما تنها با مشاهده صدها رویداد در فواصل مختلف از خورشید همراه چندین ابزار قادر به شناسایی و درک این دو گروه بودیم. ما با نزدیک شدن به ستاره‌ خود، توانستیم ذرات را در حالت اولیه خالص اندازه‌گیری کنیم و بنابراین زمان و مکان دقیق شروع آنها را در خورشید تعیین کنیم.

دردسر مضاعف

«مدارگرد خورشیدی» توانست الکترون‌های خورشیدی را در فواصل مختلف از خورشید مشاهده کند و به تیم اجازه داد تا بررسی کنند که این ذرات چگونه در طول سفر خود در منظومه شمسی رفتار می‌کنند. یکی از اهداف این کار، کشف دلیل تاخیر زمانی که اغلب بین پرتاب یک شراره خورشیدی یا «خروج جرم از تاج خورشیدی» است که از خورشید فوران می‌کند، زیرا این الکترون‌ها گاهی ساعت‌ها طول می‌کشد تا از خورشید فرار کنند.

«لورا رودریگز-گارسیام»(Laura Rodríguez-Garcíam) عضو این تیم و پژوهشگر «آژانس فضایی اروپا»، گفت: این امر سبب می‌شود که معلوم شود این تاخیر حداقل تا حدی مربوط به نحوه حرکت الکترون‌ها در فضاست. الکترون‌ها با تلاطم روبرو می‌شوند، در جهات مختلف پراکنده می‌شوند، بنابراین ما فوراً آنها را مشاهده نمی‌کنیم. این اثرات با دور شدن از خورشید افزایش می‌یابند.

سفر «الکترون‌های پرانرژی خورشیدی» در منظومه شمسی تحت تأثیر باد خورشیدی قرار می‌گیرد که جریانی از ذرات باردار است که از خورشید جریان می‌یابد و میدان مغناطیسی ستاره را با خود می‌کشد. از آنجا که این الکترون‌ها، ذراتی باردار هستند، مسیر آنها در فضا توسط باد خورشیدی و میدان‌های مغناطیسی مرتبط محدود و پراکنده می‌شوند. مطالعه این الکترون‌ها نشان می‌دهد که «مدارگرد خورشیدی» در توانایی خود برای مطالعه خورشید و محیط آن چقدر انقلابی است.

«دانیل مولر»(Daniel Müller) دانشمند پروژه «آژانس فضایی اروپا» برای مدارگرد خورشیدی گفت: ما به لطف «مدارگرد خورشیدی» در حال آشنایی بیشتر با ستاره‌ خود هستیم. این مدارگرد در طول پنج سال اول حضور خود در فضا، تعداد زیادی رویداد اکترون‌های خورشیدی را مشاهده کرده است. ما در نتیجه، توانستیم تحلیل‌های دقیقی انجام دهیم و یک پایگاه داده منحصر به فرد را برای جامعه جهانی برای کاوش جمع‌آوری کنیم.

مطالعه این تیم می‌تواند پیامدهایی برای درک ما از آب و هوای فضایی و تأثیر آن بر فضاپیماهای اطراف زمین داشته باشد. دلیل این امر، پرتاب الکترون‌های خورشیدی توسط «خروج جرم از تاج خورشیدی» است که انرژی بالاتری دارند، بنابراین می‌توانند آسیب بسیار بیشتری به فناوری وارد کنند. این بدان معناست که تمایز بین دو نوع الکترون‌های خورشیدی می‌تواند پیش‌بینی آب و هوای فضایی را به شدت بهبود بخشد.

«مولر» افزود: دانش حاصل از «مدارگرد خورشیدی» به محافظت از فضاپیماهای دیگر در آینده کمک خواهد کرد، با این امکان که ما ذرات پرانرژی خورشید را که فضانوردان و ماهواره‌های ما را تهدید می‌کنند، بهتر درک کنیم. این مطالعه یک مثال واقعاً عالی از قدرت همکاری است. 

دانشمندان حتی با پرتاب «ماموریت اسمایل»(Smile) توسط «آژانس فضایی اروپا» در سال ۲۰۲۶، تصویر بهتری از تأثیر فوران‌های خورشیدی به دست خواهند آورد. این ماموریت، باد خورشیدی و نحوه تعامل آن با مگنتوسفر را اندازه‌گیری خواهد کرد.

«فضاپیمای رصد خورشیدی ویجیل»(Vigil) از «آژانس فضایی اروپا» نیز در سال ۲۰۳۱ پرتاب خواهد شد. این فضاپیما با هدف بررسی خورشید و شناسایی رویدادهای خورشیدی بالقوه مخرب در لبه خورشید قبل از اینکه به سمت زمین برگردند، پرتاب خواهد شد. این موضوع باید پیش‌بینی آب و هوای فضایی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به دانشمندان امکان دهد قدرت، جهت و احتمال تأثیر فوران‌های خورشیدی بر زمین را تعیین کنند.

این مطالعه در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.