راز مرموز ۴۰۰ ساله خورشید سرانجام حل شد...

راز مرموز ۴۰۰ ساله خورشید سرانجام حل شد...

دانشمندان سرانجام راز مرموز خورشید را پس از چهار قرن حل کردند. این یافته‌ی مهم می‌تواند درک ما را از خورشید دگرگون کند. از زمان نخستین رصد لکه‌های خورشیدی توسط گالیله با تلسکوپ در اوایل دهه ۱۶۰۰ میلادی، این پدیده‌ها توجه دانشمندان را به خود جلب کرده‌اند. این نواحی تاریک روی سطح خورشید که گاهی برای روزها یا حتی ماه‌ها پایدار باقی می‌مانند، تا پیش از این برای پژوهشگران به‌طور کامل قابل توضیح نبود که چرا چنین ثباتی دارند.

اکنون، مطالعه‌ای منتشر شده در مجله Astronomy & Astrophysics موفق شده این معمای چندصدساله را حل کند. گروهی بین‌المللی از دانشمندان به رهبری پژوهشگرانی از مؤسسه فیزیک خورشیدی آلمان، با توسعه یک روش نوآورانه برای تحلیل پایداری لکه‌های خورشیدی، موفق به کشف تعادلی ظریف شده‌اند که این ساختارهای خورشیدی را پایدار نگه می‌دارد.

لکه‌های خورشیدی مناطقی با میدان مغناطیسی بسیار قوی هستند، میدانی که شدت آن قابل مقایسه با دستگاه‌های تصویربرداری MRI در بیمارستان‌هاست، اما در مقیاسی بزرگ‌تر از کل کره زمین گسترده شده است. این مناطق مغناطیسی به دلیل آنکه سردتر از سطح اطراف خود هستند، به صورت لکه‌های تاریک ظاهر می‌شوند، در حالی که در حقیقت، اگر چنین لکه‌ای از سطح خورشید جدا شده و در همان فاصله در آسمان دیده شود، درخشش آن از ماه کامل نیز بیشتر خواهد بود.

تعداد لکه‌های خورشیدی از یک چرخه ۱۱ ساله پیروی می‌کند و در اوج فعالیت خورشیدی، احتمال بروز طوفان‌های خورشیدی به بالاترین حد می‌رسد. در این زمان‌ها، پیکربندی‌های مغناطیسی ناپایدار در نزدیکی لکه‌ها می‌توانند باعث انفجارهایی به نام شراره‌های خورشیدی و فوران‌های تاج خورشیدی شوند. این رویدادهای اقلیمی فضایی می‌توانند در عملکرد ارتباطات ماهواره‌ای اختلال ایجاد کنند و در موارد شدید، موجب از کار افتادن شبکه‌های برق زمینی شوند.

مدت‌هاست که تصور می‌شد پایداری لکه‌های خورشیدی ناشی از تعادلی میان فشار گازها و نیروهای مغناطیسی است. اما اثبات این فرضیه دشوار بوده، زیرا اختلالات جوی زمین مانع از ثبت دقیق میدان مغناطیسی خورشید از سطح زمین می‌شده‌اند. تیم پژوهشی با بهبود تکنیکی که در مؤسسه تحقیقاتی ماکس پلانک برای پژوهش‌های منظومه شمسی توسعه یافته بود، موفق به برداشتن گام مهمی شد. روش جدید آن‌ها اثر تاری ناشی از جو زمین را از تصاویر تلسکوپ خورشیدی GREGOR آلمان حذف می‌کند.

با استفاده از این روش اصلاح‌شده، پژوهشگران نور قطبیده‌ی منتشرشده از خورشید را بررسی کردند تا نیروهای مغناطیسی داخل لکه‌های خورشیدی را با دقتی بی‌سابقه اندازه‌گیری کنند. این روش اکنون امکان دستیابی به کیفیت داده‌های ماهواره‌ای از طریق تلسکوپ‌های زمینی را با هزینه‌ای به‌مراتب کمتر فراهم کرده است. تحلیل‌های انجام‌شده نشان داد که نیروهای مغناطیسی درون لکه‌های خورشیدی با فشار گازها به‌طور کامل در تعادل هستند و این موازنه دقیق علت بقای طولانی‌مدت آن‌ها روی سطح پرتلاطم خورشید را توضیح می‌دهد. این کشف پیامدهای عملی مهمی به همراه دارد. با درک دقیق مکانیزم‌هایی که لکه‌های خورشیدی را پایدار نگه می‌دارند، دانشمندان می‌توانند زمان‌هایی را که این ساختارها ناپایدار شده و احتمال بروز طوفان‌های خورشیدی افزایش می‌یابد، پیش‌بینی کنند.

تحلیل‌های انجام‌شده نشان داد که نیروهای مغناطیسی درون لکه‌های خورشیدی با فشار گازها به‌طور کامل در تعادل هستند و این موازنه دقیق علت بقای طولانی‌مدت آن‌ها روی سطح پرتلاطم خورشید را توضیح می‌دهد. این کشف پیامدهای عملی مهمی به همراه دارد. با درک دقیق مکانیزم‌هایی که لکه‌های خورشیدی را پایدار نگه می‌دارند، دانشمندان می‌توانند زمان‌هایی را که این ساختارها ناپایدار شده و احتمال بروز طوفان‌های خورشیدی افزایش می‌یابد، پیش‌بینی کنند. پیش‌بینی بهتر این رویدادهای فضایی می‌تواند در محافظت از ماهواره‌ها، شبکه‌های برق و فضانوردان در برابر تابش‌های مضر مؤثر باشد. با توجه به وابستگی فزاینده جوامع به فناوری‌های ماهواره‌ای و زیرساخت‌های الکترونیکی، این پژوهش بینشی حیاتی برای حفظ ایمنی زندگی مدرن در برابر تهدیدهای خورشیدی فراهم می‌کند. این دستاورد همچنین گامی بزرگ در فیزیک خورشیدی محسوب می‌شود که با ترکیب مشاهدات پیشرفته زمینی و تحلیل‌های پیچیده علمی، یکی از قدیمی‌ترین معماهای اخترشناسی و راز مرموز ۴۰۰ ساله خورشید را حل کرده است.