درک اسرار مربوط به بادهای خورشیدی با کمک داده‌های “کاوشگر خورشیدی پارکر”

به گزارش ایسنا و به نقل از وب‌سایت رسمی “دانشگاه مینه‌سوتا”(University of Minnesota)، گروهی از پژوهشگران با استفاده از داده‌های “کاوشگر خورشیدی پارکر”(Parker Solar Probe) ناسا، بینش‌ جدیدی را در مورد اینکه چه چیزی باد خورشیدی را تولید می‌کند و سرعت می‌بخشد، ارائه داده‌اند. باد خورشیدی، جریانی از ذرات باردار منتشر شده از تاج خورشیدی است و درک نحوه عملکرد آن می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا آب و هوای فضا یا واکنش نسبت به فعالیت‌های خورشیدی مانند شراره‌های خورشیدی را پیش‌بینی کنند. این اطلاعات می‌توانند بر فضانوردان ساکن در فضا و بسیاری از فناوری‌هایی که مردم روی زمین به آنها وابسته هستند، تأثیر بگذارند.

دانشمندان از داده‌های کاوشگر خورشیدی پارکر استفاده کردند که در سال ۲۰۱۸ با هدف کمک به دانشمندان برای درک آنچه که تاج خورشیدی را گرم می‌کند و باد خورشیدی را تولید می‌کند، پرتاب شد. دانشمندان برای پاسخ دادن به این پرسش‌ها باید راه‌های جریان یافتن انرژی از خورشید را درک کنند. آخرین مجموعه داده‌ها، در اوت ۲۰۲۱ و در فاصله ۴/۸ میلیون مایل از خورشید به دست آمد. این نزدیک‌ترین فاصله‌ای است که یک فضاپیما تاکنون توانسته با خورشید داشته باشد.

پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که در باد خورشیدی، امواج الکترومغناطیسی موسوم به امواج “ویستلر”(whistler) به تنظیم “شار گرما”(heat flux) می‌پردازند که شکلی از جریان انرژی است. این گروه پژوهشی در بررسی جدید خود کشف کردند که در منطقه‌ای نزدیک‌تر به خورشید در حدود ۲۸ شعاع خورشیدی، هیچ نشانه‌ای از امواج ویستلر وجود ندارد.

پژوهشگران نوع متفاوتی از موج را دیدند که به جای الکترومغناطیسی، الکترواستاتیک بود. آنها در همان منطقه، متوجه نکته دیگری شدند. الکترون‌ها، اثر یک میدان الکتریکی را نشان دادند که تا اندازه‌ای در اثر کشش ناشی از گرانش خورشید ایجاد می‌شود. این مشابه اثری است که در قطب‌های زمین و در جایی که باد قطبی شتاب می‌گیرد، رخ می‌دهد.

“سینتیا کتل”(Cynthia Cattell)، استاد بخش فیزیک و اخترشناسی دانشگاه مینه‌سوتا و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما متوجه شدیم که وقتی وارد منطقه مورد نظر می‌شویم، امواج ویستلر را از دست می‌دهیم. این بدان معناست که امواج ویستلر نمی‌توانند کاری برای کنترل شار گرما در این منطقه انجام دهند. این نتیجه بسیار تعجب‌آور نه تنها در درک باد خورشیدی و بادهای ستارگان دیگر تأثیر دارد، بلکه برای درک شار گرمای بسیاری از سامانه‌های اخترفیزیکی دیگر که نمی‌توانیم ماهواره‌ها را به آنها بفرستیم نیز مهم است.

یادگیری در مورد باد خورشیدی به دلایل دیگری نیز برای دانشمندان مهم است. به عنوان نمونه، باد خورشیدی می‌تواند میدان مغناطیسی زمین را مختل کند، رخدادهای آب و هوایی در فضا را به همراه داشته باشد که باعث اختلال در عملکرد ماهواره‌ها می‌شوند، ارتباطات و سیگنال‌های GPS را تحت تاثیر قرار ‌دهد و باعث قطع برق زمین در مناطقی مانند مینه‌سوتا ‌شود. ذرات پرانرژی که به واسطه باد خورشیدی منتشر می‌شوند نیز می‌توانند برای فضانوردانی که در فضا سفر می‌کنند، مضر باشند.

کتل ادامه داد: دانشمندان سعی دارند آب و هوای فضا را پیش‌بینی کنند. اگر جزئیات جریان انرژی نزدیک به خورشید درک نشوند، نمی‌توان پیش‌بینی کرد که باد خورشیدی با چه سرعتی حرکت می‌کند یا تراکم آن هنگام رسیدن به زمین چقدر خواهد بود. این موارد، برخی از ویژگی‌هایی هستند که نشان می‌دهند فعالیت خورشیدی چگونه بر ما تأثیر می‌گذارد.

در اواخر سال ۲۰۲۴، کاوشگر خورشیدی پارکر تا فاصله نزدیکتری حدود ۳/۸ میلیون مایل از خورشید پرواز خواهد کرد. کتل و همکارانش برای دیدن مجموعه بعدی داده‌های پارکر هیجان‌زده هستند. هدف بعدی آنها این است که بفهمند چرا فقدان امواج ویستلر در نزدیکی خورشید وجود دارد، الکترون‌های حاصل میدان الکتریکی مرتبط با گرانش چگونه ممکن است امواج دیگر را تحریک کنند و چگونه بر باد خورشیدی تأثیر می‌گذارند.

این پژوهش، در مجله “جامعه اخترشناسی آمریکا” (AAS) به چاپ رسید.

انتهای پیام