نمای بی‌سابقه از تاج خورشید: مشاهده پدیده عجیب باران‌های پلاسما با وضوح حیرت‌انگیز
جو بیرونی خورشید یا تاج خورشیدی، از مدت‌ها پیش به دلیل دمای فوق‌العاده بالا، فوران‌های پرتلاطم و زبانه‌های عظیم پلاسما، دانشمندان را مجذوب خود کرده است. تاج خورشید فقط در هنگام خورشیدگرفتگی کامل قابل مشاهده است و به دلیل آشفتگی‌های جوی زمین همواره به‌صورت محو دیده می‌شود. به همین دلیل، این ناحیه اسرارآمیز برای دانشمندان همچنان دست‌نیافتنی باقی مانده بود؛ البته تا امروز.
به گزارش اسپیس‌دات‌کام، دانشمندان اکنون به لطف سامانه پیشرفته اپتیک تطبیقی به نام Cona، که روی «تلسکوپ خورشیدی گود» (GST) به قطر ۱٫۶ متر نصب شده، به نماهایی بی‌سابقه از خورشید دست یافته‌اند. این تلسکوپ تحت نظر مرکز تحقیقات خورشیدی-زمینی نیوجرسی در «رصدخانه خورشیدی بیگ بیر» در کالیفرنیا فعالیت می‌کند.
جو زمین اجازه ثبت تصاویر با وضوح بالاتر از تاج خورشیدی را نمی‌داد
در این گزارش نگاهی می‌اندازیم به دقیق‌ترین و شفاف‌ترین تصاویر ثبت‌شده از تاج خورشید؛ از باران‌های تاجی که به‌صورت آبشاری فرو می‌ریزند تا جریان‌های پلاسما که برای نخستین‌بار مشاهده شده‌اند. این ویدیوها به‌صورت مصنوعی رنگ‌آمیزی شده‌اند تا نور ساطع‌شده از پلاسما در طول موج هیدروژن-آلفا را نشان دهند. در این تصاویر، رنگ‌های تیره‌تر درواقع نورانی‌تر هستند.
تلسکوپ خورشیدی گود در «رصدخانه خورشیدی بیگ بیر» با استفاده از سیستم جدید نوری تطبیقی خود به نام Cona، مناظر خیره کننده‌ای از تاج خورشید را به ثبت رسانده است.
واضح‌ترین منظره از باران تاجی
یکی از چشمگیرترین مناظر ثبت شده، واضح‌ترین تصویر تاریخ از «باران تاجی» است؛ رشته‌های ظریفی از پلاسمای در حال سردشدن که قطر برخی از آن‌ها کمتر از ۲۰ کیلومتر است.
باران تاجی زمانی شکل می‌گیرد که پلاسمای داغ موجود در تاج خورشید سرد و متراکم می‌شود. مشابه قطره‌های باران روی زمین، این پلاسما نیز توسط گرانش به‌سوی سطح خورشید کشیده می‌شود. اما برخلاف باران زمین، این قطرات مسیر مستقیمی به‌سوی پایین طی نمی‌کنند. از آنجایی که پلاسما دارای بار الکتریکی است، مسیر حرکت آن تابع خطوط میدان مغناطیسی خورشید بوده و به‌صورت کمانی و مارپیچ به سطح بازمی‌گردد.
پلاسموئیدها
رصدهای بسیار دقیق خورشیدی همچنین ویژگی تازه‌ای را آشکار کرده‌اند که تاکنون هرگز مشاهده نشده بود: تشکیل سریع و فروپاشی آنی یک جریان پلاسما با ساختاری بسیار ظریف که از آن با عنوان «پلاسموئید» یاد می‌شود.
ویدیوی تایم‌لپس، حرکت مارپیچ یک پلاسموئید را نشان می‌دهد که با سرعتی نزدیک به ۱۰۰ کیلومتر در ثانیه در سطح خورشید حرکت می‌کند. این احتمالاً نخستین باری است که پدیده‌ای از این نوع مستقیماً مشاهده می‌شود.
«واسیل یورچی‌شن»، یکی از نویسندگان پژوهش، در بیانیه‌ای گفت: «این‌ها دقیق‌ترین مشاهدات ثبت‌شده از این نوع پدیده‌ها هستند؛ ویژگی‌هایی که پیش‌تر هرگز دیده نشده‌اند، و هنوز دقیقاً مشخص نیست که چه ماهیتی دارند.»
زبانه خورشیدی خیره‌کننده
در ادامه، تصویری پیچیده و خیره‌کننده از یک زبانه خورشیدی را می‌بینیم که به سرعت درحال بازسازی دوباره است و در واکنش به میدان مغناطیسی خورشید به‌گونه‌ای رقصان می‌پیچد و تاب می‌خورد.
سطح نرم و پف‌دار خورشید ناشی از پدیده‌هایی به نام «اسپیکول‌ها» است؛ فوران‌های کوتاه پلاسما که منشأ آن‌ها هنوز موضوع بحث و بررسی علمی است.
«زبانه‌های خورشیدی» حلقه‌هایی بزرگ از پلاسما هستند، گاز داغی که عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. این زبانه‌ها به سطح خورشید در لایه‌ی فوتوسفر (نورسپهر) که پایین‌ترین لایه‌ی قابل رؤیت جو خورشید است، متصل‌اند و تا تاج خورشیدی گسترش می‌یابند. بااین‌حال، دانشمندان هنوز به‌طور دقیق نمی‌دانند که این پدیده‌ها چگونه و چرا شکل می‌گیرند.
آینده‌ای روشن در انتظار اخترفیزیک خورشیدی است
نماهای تازه و بهبود‌یافته از تاج خورشید نه تنها از نظر زیبایی‌شناختی چشم‌نوازند، بلکه فرصت منحصربه‌فردی برای مطالعه‌ی تاج خورشید با دقتی بی‌سابقه فراهم کرده‌اند.
«توماس ریمله»، مدیر فناوری رصدخانه ملی خورشیدی ایالات متحده، در بیانیه‌ای گفت: «سامانه اپتیک تطبیقی جدید تاج خورشیدی، شکاف چند دهه‌ای موجود را پر کرده و تصاویری از ویژگی‌های تاج خورشید با وضوح ۶۳ کیلومتر ارائه می‌دهد که همان حد نظری توان تفکیک تلسکوپ خورشیدی گود با قطر ۱٫۶ متر است.»
- خورشید در وضوح 8K: ثبت جزئیاتی بی‌نظیر از لکه‌های پرآشوب خورشیدی18 روز قبلمطالعه '3
با ثبت ساختارهای ظریف و حرکات پلاسماهای سردتر، دانشمندان به یکی از بزرگ‌ترین رازهای خورشید نزدیک‌تر شده‌اند: اینکه چرا دمای تاج خورشید میلیون‌ها درجه از سطح آن بیشتر است. این نماهای دقیق‌تر همچنین در درک بهتر پدیده‌هایی چون فوران‌های رشته‌ای و خروج جرم از تاج خورشیدی مؤثرند؛ انفجارهای نیرومند پلاسمایی که بر آب‌و‌هوای فضایی تأثیر می‌گذارند، فناوری‌های زمینی را مختل می‌کنند و شفق‌های قطبی شگفت‌انگیزی در آسمان پدید می‌آورند.
دانشمندان امیدوارند فناوری جدیدشان را به تلسکوپ‌های بزرگ‌تری، از جمله «تلسکوپ خورشیدی دانیل ک اینوی» با قطر ۴ متر در هاوایی نیز منتقل کنند تا نگاهی نزدیک‌تر به لایه‌های بیرونی خورشید داشته باشند.
«فیلیپ گود»، یکی از نویسندگان پژوهش، می‌گوید: «این نقطه‌ی آغاز یک عصر تازه در اخترشناسی خورشیدی است که در سال‌ها و دهه‌های آینده نویدبخش کشفیات بسیار خواهد بود.»
مطالعه در ژورنال «نیچر» منتشر شده است.