سرنخ تازه برای پرسشی دیرینه؛ چرا تاج خورشید از سطح آن داغ‌تر است؟

سال‌هاست دانشمندان با این پرسش بزرگ روبه‌رو هستند که چگونه ممکن است تاج خورشید که از سطح خورشید دورتر است، دمایی چند صد برابر بیشتر از سطح خورشید داشته باشد؟

دمای سطح مشاهده‌پذیر خورشید که فوتوسفر نام دارد، حدود ۵۵۰۰ درجه سانتی‌گراد است. اما دمای تاج خورشید به بیش از یک میلیون درجه سانتی‌گراد می‌رسد. این اختلاف با انتظار دانشمندان سازگار نیست، زیرا معمولاً هرچه از منبع گرما دورتر شویم، دما باید کاهش یابد.اکنون گروهی از پژوهشگران دانشگاه آلاباما احتمال می‌دهند پاسخ این معما در چیزی نهفته باشد که تاکنون کمتر به آن توجه شده بود؛ گرد و غبار کیهانی.

به گزارش اسپیس‌دات‌کام، کشف با استفاده از داده‌های کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا انجام شد. این کاوشگر با پرواز تا فاصله حدود ۶٫۱ میلیون کیلومتری تاج خورشید، بیش از هر فضاپیمای دیگری به ستاره ما نزدیک شده است. این نزدیکی بی‌سابقه به دانشمندان امکان داده است محیط اطراف خورشید را با دقتی که پیش از این ممکن نبود، بررسی کنند.

اگر تاکنون خورشیدگرفتگی کامل را دیده باشید، احتمالاً هاله سفیدرنگ و رشته‌مانندی را اطراف خورشید مشاهده کرده‌اید. این هاله همان تاج خورشید است.

تا پیش از این، دانشمندان تصور می‌کردند گرد و غبار نمی‌تواند در نزدیکی خورشید دوام بیاورد. دمای بسیار زیاد تاج خورشید باعث می‌شود این ذرات خیلی سریع از بین بروند، بنابراین کسی انتظار نداشت نقشی در این محیط داشته باشند. به همین دلیل، کاوشگر پارکر حتی به آشکارساز اختصاصی گردوغبار نیز مجهز نشده است. اما این فضاپیما مجموعه‌ای از آنتن‌ها و مغناطیس‌سنج‌ها را دارد که میدان‌های مغناطیسی و امواج رادیویی اطراف خورشید را اندازه‌گیری می‌کنند.

دانشمندان هنگام بررسی داده‌های این ابزارها با جهش‌های ناگهانی ولتاژ مواجه شدند که توضیح روشنی برای آن‌ها وجود نداشت. پژوهشگران معتقدند این سیگنال‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که ذرات بسیار ریز گردوغبار با سرعت زیاد به بدنه کاوشگر برخورد می‌کنند و ابری از ذرات باردار تولید می‌کنند.

ذرات گردوغبار هنگام حرکت در فضا دارای بار الکتریکی می‌شوند. این بار الکتریکی می‌تواند با میدان مغناطیسی خورشید و باد خورشیدی برهم‌کنش داشته باشد. در نتیجه، گردوغبار بر امواج آلفون اثر می‌گذارد؛ امواجی که انرژی را در پلاسمای خورشید جابه‌جا می‌کنند و سال‌هاست یکی از مهم‌ترین توضیح‌ها برای داغ‌شدن تاج خورشید به شمار می‌روند.

پژوهشگران دو سناریوی اصلی را مطرح کرده‌اند. در سناریوی اول، جرم ذرات گرد و غبار باعث می‌شود انرژی امواج آلفون مسافت بیشتری را در تاج خورشید طی کند و انرژی در نواحی دورتر آزاد شود. در سناریوی دوم، بار الکتریکی گردوغبار برهم‌کنش میان ذرات پلاسما و میدان مغناطیسی خورشید را تقویت می‌کند. در این حالت، انرژی سریع‌تر به گرما تبدیل می‌شود و دمای همان ناحیه به‌شدت افزایش می‌یابد. به گفته پژوهشگران، تعادل میان این دو سازوکار تعیین می‌کند که انرژی دقیقاً در کدام بخش از تاج خورشید آزاد شود.

یافته‌ها نگاه دانشمندان به محیط اطراف خورشید را تغییر می‌دهد. اگر نقش گردوغبار تأیید شود، مأموریت‌های آینده خورشیدی باید ابزارهایی ویژه برای شناسایی و اندازه‌گیری این ذرات به همراه داشته باشند.

پژوهش در ژورنال The Astrophysical Journal منتشر شده است.