خورشید از روی زمین آرام به نظر می رسد، اما دلیل آن فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری ماست. در واقعیت، سطح خورشید یک نمایشگاه بی پایان از انرژی هسته ای است که ذرات ریز بی شماری را با سرعت های بالا به فضای میان سیاره ای پرتاب می کند.
در یک پژوهش جدید، تیمی از دانشمندان این ذرات پرانرژی را که در جریان شراره های خورشیدی و فوران های تاج خورشیدی (CME) آزاد می شوند، بررسی کردند. به گفته نویسنده اصلی، الکساندر وارموث از موسسه اخترفیزیک پوتسدام آلمان، هر یک از این رخدادها جریان هایی از ذرات با ویژگی های متمایز دارند که به وضوح نشان می دهد منشأ و داستان متفاوتی پشت آنها وجود دارد.
دو دسته رویدادهای ذرات خورشیدی
این پژوهش دو گروه اصلی از ذرات پرانرژی خورشیدی یا همان الکترون های پرانرژی خورشیدی (SEE) را تأیید کرد. گروه نخست رویدادهای “ناگهانی” هستند که در آنها الکترون ها در جریان شراره های خورشیدی به صورت جهشی از سطح خورشید خارج می شوند. گروه دوم رویدادهای “تدریجی” مرتبط با CME ها هستند که در مدت زمان طولانی تر و در محدوده زاویه ای گسترده تر، حجم بیشتری از ذرات را آزاد می کنند.
وارموث توضیح می دهد که این تفاوت ها پیشتر هم مطرح شده بود، اما داده های فضاپیمای Solar Orbiter سازمان فضایی اروپا که تا فاصله ۴۲ میلیون کیلومتری خورشید پیش می رود، جزئیات بی سابقه ای از محل دقیق آغاز این ذرات را آشکار کرده است.
اندازه گیری های مستقیم در نزدیکی خورشید
این پژوهش بر اساس مشاهده بیش از ۳۰۰ رویداد SEE بین سال های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۲ انجام شد و کامل ترین تحلیل تاکنون به شمار می آید. محققان توانستند برای نخستین بار ارتباط مستقیم بین ذرات پرانرژی در فضا و رویدادهای منبع آنها در خورشید را با وضوح بالا ثبت کنند.
همکار این پژوهش، فردریک شلر، می گوید: «ما الکترون های پرانرژی را به صورت مستقیم اندازه گیری کردیم، یعنی Solar Orbiter دقیقا از میان جریان های الکترونی عبور کرد، در حالی که ابزارهای دیگر فضاپیما همزمان شرایط سطح خورشید را رصد می کردند.»
مدار بیضوی این فضاپیما داده هایی از فاصله های مختلف فراهم کرد که دیدگاه تازه ای درباره رفتار این ذرات در مسیرشان به ما داد. این داده ها حتی توضیحی احتمالی برای اختلاف زمانی گیج کننده بین نشانه های بصری شراره های خورشیدی و امواج رادیویی ناشی از آنها و سپس آزاد شدن SEE ها ارائه کرد.
به گفته لورا رودریگز گارسیا، از نویسندگان تحقیق، «این اختلاف به نحوه حرکت الکترون ها در فضا مربوط می شود. الکترون ها در مسیر خود با آشفتگی مواجه می شوند و در جهات مختلف پراکنده می شوند، بنابراین بلافاصله دیده نمی شوند. این اثرات هرچه از خورشید دورتر شویم بیشتر می شوند.»
اهمیت یافته ها برای آینده
به گفته دانشمندان، هدف اصلی پرتاب Solar Orbiter هم دستیابی به چنین بینش هایی بود و این ماموریت همچنان به کشف رازهای خورشید ادامه خواهد داد. دانیل مولر، دانشمند پروژه در سازمان فضایی اروپا می گوید: «به لطف Solar Orbiter، شناخت ما از خورشید بیش از هر زمان دیگری شده است.»
این شناخت نه تنها ارزش علمی دارد، بلکه از جنبه عملی هم اهمیت بالایی پیدا می کند. فهم بهتر از ذرات پرانرژی خورشید می تواند به حفاظت بهتر از فضاپیماها و خدمه آنها کمک کند. مولر اضافه می کند: «دانشی از این دست به ما کمک می کند تا در آینده از فضاپیماهای دیگر محافظت کنیم، چرا که این ذرات تهدیدی جدی برای فضانوردان و ماهواره ها هستند.»
این مطالعه در نشریه Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.
