کشف رموز منشا باد های خورشیدی از طریق پارکر - وبلاگ جعبه

به گزارش وبلاگ جعبه، سمت خورشید رهسپار شد و تا به امروز به موفقیت های شگرفی دست یافته است که همراه با شکستن رکورد سریع ترین ساخته دست بشر و نزدیکی به یک ستاره، شناخت ما از خورشید را به طرز چشمگیری بهبود بخشیده است.

کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا به تازگی سرنخ هایی در مورد منشأ باد های خورشیدی کشف کرد. این یافته ها به دانشمندان کمک می کند تا این معمای 60 ساله را بهتر درک کنند.

به نقل از تی ای، درک رموز منشا باد خورشیدی برای درک بهتر منظومه شمسی و سایر منظومه ها ضروری است. باد خورشیدی که از الکترون ها، پروتون ها و یون های سنگین تر تشکیل شده است، با سرعتی حدود 1 میلیون مایل در ساعت در منظومه شمسی می گذرد.

اینکه چه چیزی باد خورشیدی را گرم کرده و به آن شتاب می دهد، همانند یک راز به جای مانده است، اما نتایج یک پژوهش تازه به دانشمندان کمک می کند تا این معما را حل و سرنخ های تازه و مهمی را در مورد منشا باد خورشیدی کشف کنند.

دانشمندان ماموریت کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا کشف کرده اند که باد خورشیدی می تواند تا حد زیادی از طریق جت های در مقیاس کوچک یا جت لت ها در ابتدای تاج خورشیدی ایجاد شود.

جت لت ها در اثر فرآیندی به نام اتصال مجدد مغناطیسی ایجاد می شوند و این امر زمانی رخ می دهد که خطوط میدان مغناطیسی درهم تنیده می شوند و به طور انفجاری مجدداً تنظیم می شوند. در تاج خورشیدی، اتصال مجدد باعث ایجاد این جت های پلاسمایی کوتاه مدت می شوند که انرژی و مواد را به تاج بالایی که به عنوان باد خورشیدی از منظومه شمسی فرار می کنند، منتقل می کنند.

نور رئوفی سرپرست این پژوهش و دانشمند پروژه کاوشگر خورشیدی پارکر در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز (APL) در لورل، مریلند گفت: داده های تازه به ما نشان می دهند که باد خورشیدی چگونه در درون منبع و مکان ایجاد خود حرکت می کند. می توانید در این مسیر، افزایش جریان باد خورشیدی را ببینید که این افزایش از جت های کوچک پلاسما (دمای چند میلیون درجه) در سراسر پایه تاج بالا می آید. این یافته ها تأثیر زیادی بر درک ما از گرما و شتاب پلاسمای باد خورشیدی و تاج خورشیدی خواهد داشت.

باد خورشیدی اغلب به طور مداوم در زمین می وزد. بنابراین، دانشمندان در پی منبع ثابتی از خورشید بوده اند که می تواند باد های خورشیدی را به طور پایدار هدایت کند. تازهترین پژوهش ها نشان می دهد که باد خورشیدی ممکن است عمدتاً از طریق جت لت های مجزایی که به طور پراکنده به قسمت پایینی تاج فوران می کنند، تولید و سوخته شوند. حتی در حالی که طول هر جت تنها چند صد مایل است، جرم و انرژی ترکیبی آن ممکن است برای تولید باد خورشیدی کافی باشد.

کریگ دیفورست فیزیکدان خورشیدی در مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی در بولدر، کلرادو و یکی از نویسندگان مقاله تازه گفت: این نتایج نشان می دهد که اساساً تمام باد های خورشیدی به طور متناوب آزاد می شوند و تقریباً به یک شیوه به یک جریان ثابت تبدیل می شوند. این امر الگو نحوه تفکر ما در مورد جنبه های خاصی از باد خورشیدی را تغییر می دهد.

دانشمندان عمدتاً از مشاهدات رصدخانه پویایی شناسی خورشید (SDO) و ابزار تصویرگر فرابنفش خورشیدی (GOES-R/SUVI) و داده های میدان مغناطیسی با وضوح بالا از تلسکوپ خورشیدی گوده (Goode Solar Telescope) در رصدخانه خورشیدی خرس بزرگ در کالیفرنیا برای مطالعه این جت ها و میدان های مغناطیسی استفاده می کردند. سوئیچ بک ها که اشکال زیگزاگی مغناطیسی در باد خورشیدی هستند، پدیده ای هستند که در ابتدا از طریق کاوشگر خورشیدی پارکر مورد توجه قرار گرفت و الهام بخش کل مطالعه برای ان بود.

دانشمندان توانستند رفتار جمعی این جت لت ها را به لطف ترکیب مشاهدات ابزار های متعدد، وضوح بالای آن ها و مشاهدات نزدیک اجرا شده از طریق کاوشگر خورشیدی پارکر درک کنند.

جودی کارپن یکی از نویسندگان مقاله و هلیوفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین بلت، مریلند، گفت: پیش از این نمی توانستیم به مقدار کافی چنین رویداد هایی را برای توضیح مقدار مشاهده شده جرم و انرژی که از خورشید جریان می یابد، شناسایی کنیم؛ اما وضوح بهبود یافته مشاهدات و پردازش دقیق داده ها، رسیدن به یافته های تازه را امکان پذیر کرد.

این یافته ها حضور جت لت ها را در اتمسفر زیرین خورشید در کل خورشید نشان داد. برخلاف دیگر پدیده هایی مانند شراره های خورشیدی و خروج جرم از تاج خورشیدی که با چرخه 11ساله فعالیت خورشیدی دچار افزایش و کاهش متناوب می شوند، آن ها یک محرک قابل اعتماد برای تولید باد خورشیدی به صورت مداوم هستند. دانشمندان همچنین تخمین زدند که انرژی و جرم ایجاد شده از طریق این جت لت ها ممکن است اکثریت (اگر نگوییم کل) انرژی و جرم مشاهده شده در باد خورشیدی باشد.

رئوفی گفت: رویداد های اتصال مجدد کوچکی که مشاهده کردیم، به نوعی همان چیزی است که یوجین پارکر بیش از سه دهه پیش پیشنهاد کرد. من متقاعد شده ام که ما در مسیر درستی برای درک باد خورشیدی و گرمایش تاج خورشیدی هستیم.

مشاهدات مداوم از کاوشگر خورشیدی پارکر و سایر ابزار ها به دانشمندان کمک خواهد کرد تا تأیید کنند که جت لت ها منبع اصلی باد خورشیدی هستند یا خیر.

نکاتی درباره کاوشگر خورشیدی پارکر

کاوشگر خورشیدی پارکر (Parker) که اولین و بزرگترین پیشرفت بشر برای شناخت یک ستاره از نزدیک است در تاریخ 21 مرداد 1397 به سمت خورشید رهسپار شد و تا به امروز به موفقیت های شگرفی دست یافته است که همراه با شکستن رکورد سریع ترین ساخته دست بشر و نزدیکی به یک ستاره، شناخت ما از خورشید را به طرز چشمگیری بهبود بخشیده است.

کاوشگر خورشیدی پارکر اولین کاوشگری است که به یک ستاره نزدیک شده است. آژانس فضایی آمریکا (NASA) در تاریخ 12 اوت 2018 مطابق با 21 مرداد 1397 نخستین کاوشگر خورشیدی خود را سوار بر موشک Delta IV متعلق به اتحادیه پرتاب های آمریکا (ULA) روانه مدار خورشید کرد تا بخش هایی از راز های سربه مهر این ستاره را افشا کند.

سال 2009 خبر طراحی و ساخت این کاوشگر به دست آزمایشگاه فیزیک دانشگاه جانز هاپکینز (Johns Hopkins) اعلام شد و اواسط خرداد ماه سال 96 بود که سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (NASA) بیان نمود نخستین کاوشگر خورشیدی خود را روانه مدار خورشید خواهد کرد تا بخش هایی از راز های سر به مهر این ستاره را کشف کند.

در ابتدا قرار بود پارکر سال 2015 به فضا پرتاب شود. تاریخ پرتاب سپس تا تابستان 2018 به تعویق افتاد و در نهایت 11 اوت به عنوان تاریخ نهایی پرتاب انتخاب شد که در آخرین لحظات به 12 اوت 2018 موکول شد.

در حالیکه این کاوشگر در ابتدا Solar Probe Plus نام گرفته بود، در نهایت با نام کاوشگر خورشیدی پارکر و به افتخار یوجین پارکر (Eugene Parker) دانشمند آمریکایی در رشته فیزیک نجومی یا اخترفیزیک نامگذاری شد.

کاوشگر خورشیدی پارکر مجهز به سپر های حرارتی فوق العاده مقاوم است که قابلیت مقاومت در دمای 1377 درجه سانتی گراد (2500 درجه فارنهایت) را دارد و هنگام نزدیک شدن به خورشید و با وجود گرمای محیط، به گونه ای طراحی شده که دمای داخل آن 30 درجه سانتی گراد باقی بماند. این امر به لطف یک صفحه کامپوزیت کربنی 114 میلی متری سپر حرارتی تعبیه شده روی بدنه کاوشگر امکانپذیر شده است.

سپر حرارتی که حدود 73 کیلوگرم وزن دارد، در واقع یک ساختار بسیار سبک وزن محسوب می شود که از دو پنل و یک هسته فومی 4.5 اینچی که 97 درصد آن هوا است، ساخته شده است. این فضاپیما همچنین دارای یک محفظه است که نمونه هایی از ذرات با انرژی بالا را جمع آوری می کند. آنته دولبو (Anette Dolbow) مدیر ارشد این پروژه، محفظه مورد نظر را مقاوم ترین ابزار کوچک این کاوشگر می نامد.