راز ۴۰۰ ساله خورشید بالاخره حل شد

فرارو- از زمانی که گالیله در اوایل دهه ۱۶۰۰ لکه‌های خورشیدی را از طریق تلسکوپ خود مشاهده کرد، این پدیده دانشمندان را مجذوب خود کرده است. این لکه‌های تیره روی سطح خورشید می‌توانند روزها یا حتی ماه‌ها دوام بیاورند، اما تاکنون محققان نتوانسته بودند توضیح کاملی برای پایداری طولانی‌مدت آن‌ها ارائه دهند.

به گزارش فرارو، مطالعه‌ای که در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده، این معمای چندصدساله را حل کرده است. تیمی بین‌المللی از دانشمندان، به رهبری محققان مؤسسه فیزیک خورشیدی آلمان، روشی انقلابی برای تحلیل پایداری لکه‌های خورشیدی ابداع کردند که تعادل ظریفی را نشان می‌دهد که این ویژگی‌های خورشیدی را حفظ می‌کند.

لکه‌های خورشیدی مناطقی هستند که میدان مغناطیسی خورشید در آن‌ها قوی است، قابل مقایسه با میدان مغناطیسی دستگاه MRI بیمارستان، اما در مساحتی بزرگ‌تر از زمین.

این تمرکزهای میدان مغناطیسی به‌صورت لکه‌های تیره ظاهر می‌شوند، زیرا خنک‌تر از سطح اطراف خورشید هستند، اما در واقع، یک لکه خورشیدی در فاصله خورشید، اگر از بقیه دیسک جدا باشد، درخششی بیشتر از ماه کامل خواهد داشت!

تعداد لکه‌های خورشیدی از یک چرخه ۱۱ ساله پیروی می‌کند و در اوج فعالیت، احتمال وقوع طوفان‌های خورشیدی بیشتر است. در این دوره‌ها، پیکربندی‌های مغناطیسی ناپایدار نزدیک لکه‌های خورشیدی می‌توانند رویدادهای انفجاری مانند پرتاب جرم تاجی و شراره‌های خورشیدی را ایجاد کنند.

این رویدادهای آب‌وهوای فضایی می‌توانند ارتباطات ماهواره‌ای را مختل کنند و در موارد شدید، باعث خرابی شبکه‌های برق روی زمین شوند.

مدت‌ها گمان می‌رفت که لکه‌های خورشیدی به دلیل تعادل بین فشار گاز و نیروهای مغناطیسی پایدار می‌مانند. با این حال، اثبات این تعادل به دلیل اختلالات جوی که در مشاهدات زمینی میدان مغناطیسی خورشید تداخل ایجاد می‌کنند، چالش‌برانگیز بوده است.

تیم تحقیقاتی با بهبود تکنیکی که ابتدا در مؤسسه ماکس پلانک برای تحقیقات منظومه شمسی آلمان توسعه یافته بود، به پیشرفتی کلیدی دست یافت. روش بهبودیافته آن‌ها اثرات محوکننده جو زمین را از مشاهدات انجام‌شده با تلسکوپ خورشیدی گرگور آلمان حذف کرد.

با استفاده از این تکنیک پیشرفته، محققان نور قطبیده شده ساطع‌شده از خورشید را تحلیل کردند تا نیروهای مغناطیسی درون لکه‌های خورشیدی را با دقتی بی‌سابقه اندازه‌گیری کنند. این اندازه‌گیری‌ها اکنون نتایجی با کیفیت ماهواره‌ای را از تلسکوپ‌های زمینی با هزینه‌ای بسیار کمتر ارائه می‌دهند.

تحلیل‌ها نشان داد که نیروهای مغناطیسی درون لکه‌های خورشیدی به‌طور کامل با نیروهای فشار متعادل شده‌اند و تعادل دقیقی را حفظ می‌کنند. این تعادل ظریف توضیح می‌دهد که چرا لکه‌های خورشیدی می‌توانند برای مدت طولانی روی سطح متلاطم خورشید دوام بیاورند.

این کشف کاربردهای عملی مهمی دارد. با درک مکانیزم‌های دقیقی که لکه‌های خورشیدی را پایدار نگه می‌دارند، دانشمندان ممکن است بتوانند پیش‌بینی کنند که این ویژگی‌های خورشیدی چه زمانی ناپایدار شده و احتمال تولید رویدادهای خطرناک آب‌وهوای فضایی را افزایش می‌دهند.

پیش‌بینی بهتر طوفان‌های خورشیدی می‌تواند به محافظت از ماهواره‌ها، شبکه‌های برق و فضانوردان در برابر تشعشعات مضر کمک کند. در حالی که جامعه ما روزبه‌روز به فناوری ماهواره‌ای و زیرساخت‌های الکترونیکی وابسته‌تر می‌شود، این تحقیق بینش‌های حیاتی برای محافظت از زندگی مدرن در برابر تهدیدات خورشیدی ارائه می‌دهد.

این پیشرفت همچنین گامی بزرگ در فیزیک خورشیدی است که مشاهدات پیشرفته زمینی را با تکنیک‌های تحلیل پیچیده ترکیب می‌کند تا یکی از قدیمی‌ترین اسرار نجوم را حل کند.