تلاش ناسا برای لمس خورشید

نسخه اصلی از این داستان در ظاهر شد مجله کوانتا.

خورشید ما بهترین ستاره مشاهده شده در کل جهان است.

ما هر روز نور آن را می بینیم. برای قرن‌ها، دانشمندان لکه‌های تاریکی را که چهره درخشان آن را می‌تاباند، ردیابی کرده‌اند، در حالی که در دهه‌های اخیر، تلسکوپ‌ها در فضا و زمین پرتوهای خورشید را در طول موج‌های طیف الکترومغناطیسی بررسی کرده‌اند. آزمایش‌ها همچنین جو خورشید را استشمام کرده‌اند، بادهای خورشیدی را جذب کرده‌اند، نوترینوهای خورشیدی و ذرات پرانرژی را جمع‌آوری کرده‌اند و میدان مغناطیسی ستاره‌مان را نقشه‌برداری کرده‌اند یا تلاش کرده‌اند این کار را انجام دهند، زیرا ما هنوز واقعاً آن را مشاهده نکرده‌ایم. مناطق قطبی که کلید یادگیری در مورد ساختار مغناطیسی درونی خورشید هستند.

با وجود تمام آن بررسی ها، یک سوال مهم به طرز شرم آور حل نشده باقی ماند. در سطح آن، خورشید 6000 درجه سانتیگراد است. اما لایه‌های بیرونی جو آن که تاج نامیده می‌شود، می‌تواند تاول‌زا و گیج‌کننده باشد، ۱ میلیون درجه داغ‌تر.

شما می توانید آن غلاف گاز سوز را در طی یک خورشید گرفتگی کامل مشاهده کنید، همانطور که در 8 آوریل در بالای قسمتی از آمریکای شمالی اتفاق افتاد. اگر در مسیر کلیت بودید، می توانستید تاج را به صورت هاله ای درخشان در اطراف خورشید سایه دار ماه ببینید.

امسال، آن هاله با هاله ای که در آخرین کسوف آمریکای شمالی در سال 2017 ظاهر شد متفاوت به نظر می رسید. بالاخره فهمیدند. رصد خورشید از دور به اندازه کافی خوب نبود که بفهمیم چه چیزی باعث گرم شدن تاج می شود. برای حل این معما و دیگر معماها، ما به یک کاوشگر فضایی برای چرای خورشید نیاز داشتیم.

کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا در سال 2018 پرتاب شد. همانطور که به دور خورشید می چرخد، در داخل و خارج تاج خورشیدی فرو می رود، داده هایی را جمع آوری کرده است که به ما نشان می دهد که چگونه فعالیت مغناطیسی در مقیاس کوچک در جو خورشیدی است. تاج خورشیدی را تقریباً غیرقابل تصور داغ می کند.

از سطح تا غلاف

برای شروع درک این موضوع که سرخ کردن تاج، باید میدان های مغناطیسی را در نظر بگیریم.

موتور مغناطیسی خورشید به نام دینام خورشیدی حدود 200000 کیلومتر زیر سطح خورشید قرار دارد. با چرخش، آن موتور فعالیت خورشیدی را هدایت می کند که در طی دوره های تقریباً 11 ساله کاهش می یابد و کاهش می یابد. هنگامی که خورشید فعال تر است، شعله های خورشیدی، لکه های خورشیدی، و فوران ها در شدت و فرکانس افزایش می یابد (همانطور که اکنون اتفاق می افتد، نزدیک به حداکثر خورشیدی).

در سطح خورشید، میدان‌های مغناطیسی در مرزهای سلول‌های همرفتی متحرک، معروف به ابرگرانول‌ها، جمع می‌شوند که شبیه حباب‌هایی در ظرف روغن در حال جوش روی اجاق گاز هستند. سطح خورشیدی که دائما در حال جوشیدن است، آن میدان های مغناطیسی را در لبه سلول ها متمرکز و تقویت می کند. سپس آن میدان‌های تقویت‌شده، جت‌های گذرا و نانوشعله‌ها را هنگام تعامل با پلاسمای خورشیدی به فضا پرتاب می‌کنند.

با حسن نیت از مجله NSO/NSF/AURA/Quanta

توضیح: این سلول‌های همرفتی متحرک بر روی سطح خورشید، که هر کدام تقریباً به اندازه ایالت تگزاس هستند، با فعالیت مغناطیسی که تاج خورشید را گرم می‌کند، ارتباط نزدیکی دارند.
اعتبار: NSO/NSF/AURA

میدان های مغناطیسی همچنین می توانند از طریق سطح خورشید فوران کنند و پدیده هایی در مقیاس بزرگتر ایجاد کنند. در مناطقی که میدان قوی است، لکه های خورشیدی تیره و حلقه های مغناطیسی غول پیکر را می بینید. در بیشتر مکان‌ها، به‌ویژه در پایین تاج خورشیدی و نزدیک لکه‌های خورشیدی، این کمان‌های مغناطیسی “بسته” هستند و هر دو سر آن به خورشید متصل هستند. این حلقه‌های بسته در اندازه‌های مختلفی هستند، از کمان‌های کوچک گرفته تا کمان‌های شعله‌ور و شعله‌ور که در هنگام کسوف دیده می‌شوند.