دستاورد شگفت‌انگیز مأموریت پروبا ۳: ثبت تصاویر نخستین خورشیدگرفتگی مصنوعی در فضا

خورشیدگرفتگی‌های کامل فقط رویدادهای آسمانی باورنکردنی نیستند. آن‌ها همچنین لحظات علمی مهمی هستند که به دانشمندان امکان می‌دهند «تاج خورشیدی»، جو فوق‌العاده داغ خورشید، را مطالعه و رفتار آن را بررسی کنند.

به گزارش نیوساینتیست، اکنون یک هماهنگی دقیق بین دو ماهواره، نخستین خورشیدگرفتگی مصنوعی در فضا را رقم زده و تاج سوزان خورشید را با جزئیاتی بی‌سابقه نمایان کرده است.

مأموریت «پروبا ۳» که دسامبر سال گذشته توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) به فضا پرتاب شد، شامل دو ماهواره است که در فاصله‌ای حدود ۱۵۰ متر از یکدیگر پرواز می‌کنند. یکی از این ماهواره‌ها که «پوشاننده» نام دارد، حامل دیسکی به قطر ۱٫۴ متر از فیبر کربن و پلاستیک است که نور خورشید را برای ماهواره دوم، یعنی «تاج‌نگار» مسدود می‌کند. ماهواره پوشاننده سایه‌ای به عرض ۸ سانتی‌متر روی نوار تاج‌نگار که به دوربین و ابزارهای علمی مجهز است، ایجاد می‌کند. برای گرفتن این تصاویر، خطای هم‌ترازی بین دو ماهواره نباید بیش از یک میلی‌متر باشد.

در ماه مارس، ماهواره‌های دوقلو به‌صورت خودکار در یک خط قرار گرفتند و به مدت چند ساعت، عکس‌هایی با نوردهی چندثانیه‌ای از خورشیدگرفتگی گرفتند. دانشمندان ESA توانستند با کنار هم قرار دادن این عکس‌ها، تصاویر کامل و دقیقی از تاج خورشید، یعنی بیرونی‌ترین لایه جو آن، تهیه کنند که دمای آن میلیون‌ها درجه بالاتر از سطح خود خورشید است.

«دمیِن گالانو» از آژانس فضایی اروپا (ESA) می‌گوید «وقتی برای اولین بار این تصاویر را دیدم، باورش سخت بود. اما خیلی زود، بابت همه‌ی تلاش‌هایی که طی این سال‌ها انجام داده‌ایم، دیدن آن‌ها به احساسی بسیار قوی از موفقیت و غرور تبدیل شد.»

پروفسور لوسی گرین از کالج دانشگاهی لندن گفته است: «در یک تاج‌نگار سنتی‌تر، ممکن است در بخش‌هایی از تصویر که در لبه‌ی دیسک پوشاننده قرار دارند، با یک حاشیه‌ی روشن مواجه شوید. این اثر ناشی از تیرگی لبه‌ای و پراش نوری است که وارد تلسکوپ می‌شود. برای بهبود کیفیت تصویر در بخش‌هایی که نزدیک به دیسک پوشاننده هستند، باید دیسک پوشاننده را تا حد امکان دور از دهانه‌ی ورودی تلسکوپ قرار دهید.»

پروبا ۳ تقریباً به اندازه یک کسوف طبیعی (در رصد) به خورشید نزدیک می‌شود، اما آنچه را که در آنجا کم دارد، با تعداد زیاد مشاهدات جبران می‌کند. مدار بسیار بیضوی به فضاپیما زمان می‌دهد تا برای هم‌ترازی آماده شود. مجموعه‌ای از فناوری‌های قدیمی و جدید، از جی‌پی‌اس و ردیاب‌های ستاره گرفته تا موقعیت‌یابی خودکار و حسگرهای لیزری، به ماهواره‌های دوقلو امکان می‌دهد تا با دقت میلی‌متری با هم پرواز کنند.

تصویر شاخص مقاله، نور مرئی تاج خورشید را نشان می‌دهد؛ یعنی همان نوری که چشم انسان هم می‌تواند ببیند، اما با استفاده از فیلتر سبز ثبت شده است.

دوربین مأموریت پروبا ۳ همچنین می‌تواند فرکانس‌هایی از نور را ثبت کند که به عناصر خاصی در تاج خورشید مربوط می‌شوند. به‌عنوان مثال، تصویر سبز تیره‌ای که در بالا دیده می‌شود، نوری را نشان می‌دهد که از آهن بسیار یون‌زدوده (عاری از الکترون‌) ساطع شده است؛ عنصری که در داغ‌ترین بخش‌های تاج خورشید یافت می‌شود.

تصویر دیگری که در پایین می‌بینید، تاج خورشید را نشان می‌دهد که به‌صورت مصنوعی به رنگ بنفش در آمده و در نور سفید قطبیده ثبت شده است. این تصویر با استفاده از تکنیک خاصی گرفته شده که به دانشمندان امکان می‌دهد نور قطبیده‌ی تاج داغ خورشید را از نوری که توسط گرد و غبار میان‌سیاره‌ای پراکنده شده، جدا کنند.

تصاویر منتشرشده در اصل برای اطمینان از عملکرد صحیح ماهواره‌های پروبا ۳ ثبت شده‌اند؛ اما زمانی که مأموریت فضاپیماها به‌طور کامل عملیاتی شود، می‌تواند در هر ۱۹٫۶ ساعت (با هر بار گردش به دور زمین) یک خورشیدگرفتگی مصنوعی را ثبت کند و عکس‌هایی با نوردهی بسیار طولانی (تا شش ساعت) بگیرد.

به گفته‌ی گالانو، آن داده‌ها باعث بهبود درک ما از فیزیک تاج خورشید خواهند شد و همچنین به شناخت بهتر باد خورشیدی و فوران‌های تاج خورشیدی کمک می‌کنند؛ پدیده‌هایی که بر وضعیت آب‌وهوای فضایی تأثیر می‌گذارند. این تازه آغاز کار پروبا ۳ است. این مأموریت منحصر به‌فرد، علم و بینش‌های هیجان‌انگیزتری را درمورد خورشید ما ارائه خواهد داد.