مبارزه نفسگیر "طناب و قفس" روی سطح خورشید

* یک زورآزمایی مغناطیسی تماشایی روی سطح خورشید ریشه‌ی اصلی فوران‌هاییست که روی آن رخ می‌دهد، این یافته‌ی تازه‌ی پژوهشی‌ست که با بهره از داده‌های ناسا انجام شده. این پژوهش، نقشِ چشم‌انداز یا توپولوژی مغناطیسی خورشید را در پدید آوردن فوران‌هایی که می‌توانند توفان‌های مغناطیسی به پا کنند نشان می‌دهد.

در ۲۴ اکتبر ۲۰۱۴، رصدخانه‌ی دینامیک خورشیدی ناسا (اس‌دی‌او) یک شراره‌ی رده‌ی X را دید که از یک گروه لکه‌ای غول‌پیکر به بزرگی سیاره‌ی مشتری بیرون زد. این یک پویانمایی (گیف) به بزرگی ۲ مگ است. برای کامل شدنش شکیبا باشی. تصویر بزرگ‌تر (۵ مگ)

دانشمندان به رهبری اخترفیزیکدان فرانسوی، تاهار اماری از مرکز فیزیک نظری مدرسه‌ی پلی‌تکنیک در پلزوی فرانسه، شراره‌های خورشیدی که انفجارهای نیرومندی از نور و ذراتند را بررسی کردند. بسیاری از شراره‌های پرقدرت، یک فوران تاج خورشیدی یا CME که فوران سهمگین حباب‌مانندی از مواد خورشیدی و میدان مغناطیسی است را نیز در پی می‌آورند، ولی برخی از شراره‌ها چنین کاری را نمی‌کنند. این که تفاوت این دو گونه شراره در چیست برای دانشمندان ناشناخته بوده.

این دانشمندان با بهره از داده‌های فضاپیمای رصدخانه‌ی پویایی‌شناسی خورشیدی ناسا (اس‌دی‌او، SDO) یک گروه لکه‌ی خورشیدی به بزرگی سیاره‌ی مشتری را که در اکتبر ۲۰۱۴ روی خورشید پدید آمده بود بررسی کردند [آن را اینجا دیده بودید: * لکه غول‌پیکر و خطرناک روی چهره خورشید].

لکه‌های خورشیدی مناطقی از میدان‌های مغناطیسی پیچیده‌، و اغلب جایگاه فعالیت‌های خورشیدی‌اند. آن گروه لکه‌ای سال ۲۰۱۴ بزرگ‌ترین گروه در دو چرخه‌ی خورشیدی گذشته، و منطقه‌ای به شدت فعال بود. اگرچه به نظر می‌رسید شرایط در این لکه مناسب و آماده‌ی یک فوران است، ولی هرگز در همه‌ی مدتی که روی خورشید در گردش بود هیچ فوران تاجی عمده‌ای پدید نیاورد. با این که یک شراره‌ی رده‌ی ایکس (X-class) که نیرومندترین رده‌ی شراره‌هاست هم در آن رخ داد، ولی این شراره‌ هم به فوران تاجی نیانجامید. دانشمندان این را می‌خواستند بدانند که چه چیزی تعیین می‌کند یک شراره یک فوران در پی بیاورد یا نیاورد.

آنها به کمک داده‌هایی که رصدخانه‌ی پویایی‌شناسی خورشیدی از میدان‌های مغناطیسی سطح خورشید در آن روز به دست آورده بود شبیه‌سازی‌های قدرتمندی از میدان مغناطیسی تاج خورشید (جو بیرونی آن) و دگرگونی‌های آن درست پیش از رخ دادن شراره پدید آوردند. این مدل‌ها، نبردی میان دو ساختار مغناطیسی کلیدی را آشکار کرد: یک طناب مغناطیسی پیچ خورده -که می‌دانیم مربوط به آغاز فوران‌های تاجی‌ است- و یک قفس انبوه و فشرده از میدان‌های مغناطیسی که روی آن طناب چادر زده است [تصویر دوم را ببینید].

این دانشمندان پی بردند که این قفس مغناطیسی به طور فیزیکی جلوی فوران یک CME را در آن روزِ اکتبر ۲۰۱۴ گرفت. درست چند ساعت پیش از رخ دادن شراره، چرخش طبیعی لکه‌ی خورشیدی طناب مغناطیسی را می‌پیچاند و طناب به گونه‌ی فزاینده‌ای تابیده‌تر و ناپایدارتر می‌شود، مانند یک کش لاستیکی که سفت پیچانده شده. ولی این طناب [با وجود ناپایداری فزاینده] هرگز از روی سطح فوران نکرد: مدل پژوهشگران نشان می‌دهد که این طناب مغناطیسی انرژی کافی برای شکستن قفس را نداشت. هرچند به اندازه‌ی کافی ناپایدار و گریزا بود که به بخشی از دیواره‌ی قفس کوبیده شود و آن شراره‌ی نیرومند را پدید بیاورد.

در این رشته تصاویر، طناب مغناطیسی که به رنگ آبی نشان داده شده، با پیچ خوردگی فزاینده‌ای رشد می‌کند و ناپایدار می‌شود. ولی هرگز از سطح خورشید جدا نمی‌شود: مدل دانشمندان نشان می‌دهد که این طناب انرژی کافی برای شکستن قفس (رنگ زرد) را ندارد. [شراره‌ی اکتبر ۲۰۱۴]. تصویر بزرگ‌تر

دانشمندان با تغییر شرایط قفس در این شبیه‌سازی پی بردند که اگر قفس در روز ۲۴ اکتبر ۲۰۱۴ کمی سست‌تر بود [که شراره می‌توانست آن را بشکند]، یک فوران تاجی بزرگ رخ می‌داد. این پژوهشگران علاقمندند مدل خود را برای بررسی زورآزمایی میان قفس و طناب در فوران‌های دیگر نیز اجرا کنند. چکیده‌ای از یافته‌های آنها در شماره‌ی ۸ فوریه‌ی ۲۰۱۸ نشریه‌ی نیچر منتشر شده است.

اماری می‌گوید: «ما توانستیم دگرگونی‌های یک منطقه‌ی فعال را دنبال کنیم، احتمال فورانش را پیش‌بینی کنیم، و بیشینه‌ی انرژی‌ای که آن فوران احتمالی می‌توانست آزاد کند را برآورد نماییم. این یک شیوه‌ی کاربردی است که با افزایش توانایی‌های محاسباتی‌، می‌تواند برای پیش‌بینی رخدادهای هواشناسی فضا ارزشمند باشد.»

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

Sun - NASA - topology - Earth - Tahar Amari - Center for Theoretical Physics - École Polytechnique - Palaiseau Cedex - France - solar flare - coronal mass ejection - CME - magnetic field - Solar Dynamics Observatory - SDO - Jupiter - sunspot - solar activity - solar cycle - X-clas - corona - magnetic rope - magnetic cage - Nature - space weather

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان