تاج خورشید، بیرونی‌ترین لایه اتمسفر آن، کلید درک فعالیت‌های خورشیدی، از جمله پدیده‌هایی مانند شعله‌های خورشیدی و رویدادهای جوی فضایی را در اختیار دارد. برای دهه‌ها، دانشمندان با چالش اندازه‌گیری میدان مغناطیسی تاجی خورشید دست و پنجه نرم کرده‌اند، زیرا این میدان بیشتر انرژی را که منجر به فوران‌های خورشیدی می‌شود، هدایت می‌کند.
اکنون تیم تحقیقاتی پروفسور تیان هوی از دانشگاه پکن با همکاری متخصصان بین المللی، در یک دستاورد بزرگ، اولین اندازه گیری های مرسوم میدان مغناطیسی تاج جهانی را انجام داده اند. یافته های آنها که در مجله Science (جلد 386، شماره 6717) منتشر شده است، بینش جدیدی از فعالیت مغناطیسی خورشید در طی یک دوره هشت ماهه ارائه می دهد.
میدان مغناطیسی خورشید مسئول ذخیره و آزادسازی انرژی است که باعث گرم شدن پلاسما در تاج و ایجاد فوران های خورشیدی می شود. این فوران ها به نوبه خود می توانند تأثیرات قابل توجهی بر آب و هوای فضا داشته باشند و به طور بالقوه بر عملیات ماهواره ها، سیستم های GPS و حتی پروازهای فضایی انسان تأثیر بگذارند. با این حال، با توجه به ماهیت نسبتا ضعیف میدان مغناطیسی تاجی در مقایسه با میدان مغناطیسی روی سطح خورشید (فتوسفر)، اندازه‌گیری این میدان چالش مهمی است.
اهمیت اندازه گیری میدان مغناطیسی تاجی
همانطور که خورشید در حال چرخش است، تغییراتی در میدان های مغناطیسی وجود دارد و توانایی نظارت منظم بر میدان مغناطیسی تاجی خورشید، درک ما را از فوران های خورشیدی بهبود می بخشد و به محافظت از سیستم های با فناوری پیشرفته در زمین و فضا کمک می کند.
در طول سال‌ها، اندازه‌گیری‌های معمولی از میدان مغناطیسی فتوسفر انجام شده است، اما میدان تاجی گریزان باقی مانده است. این محدودیت توانایی دانشمندان را برای درک کامل ساختار میدان مغناطیسی سه بعدی و فرآیندهای دینامیکی که در اتمسفر خورشید رخ می دهد، مختل کرده است.
در سال 2020، تیم تیان هوی روشی به نام "شوک های تاجی دو بعدی" را توسعه داد که اولین اندازه گیری توزیع جهانی میدان مغناطیسی تاجی را ممکن کرد. این یک نقطه عطف بزرگ بود که گامی مهم به سمت هدف اندازه گیری معمول میدان مغناطیسی تاجی بود.
اخیراً، تیم تیان این روش را بیشتر اصلاح کردند و به آنها اجازه داد امواج برشی مغناطیسی هیدرودینامیکی در تاج را با دقت بیشتری ردیابی کنند. این امر امکان تشخیص توزیع چگالی تاج و در نتیجه تعیین قدرت و جهت میدان مغناطیسی را ممکن ساخت.
با استفاده از پلاریمتر چند کاناله ارتقا یافته تاجی (UComP)، تیم تحقیقاتی مشاهدات دقیقی از تاج خورشید از فوریه تا اکتبر 2022 انجام دادند. در این دوره هشت ماهه، آنها 114 مگنتوگرام یا تصویر میدان مغناطیسی را جمع آوری کردند که به آنها اجازه رصد را داد. تکامل میدان مغناطیسی تاجی در ارتفاعات و عرض های جغرافیایی مختلف در طول چرخش های خورشیدی متعدد. شدت میدان مغناطیسی بین 1.05 و 1.60 شعاع خورشیدی اندازه گیری شد و از کمتر از 1 گاوس تا حدود 20 گاوس متغیر بود.
بیشتر بخوانید
این ویژگی مفید مدتی است که به کاربران ChromeOS وعده داده شده است – اما هنوز در حال توسعه است
آنها با این اندازه گیری ها توانستند یک نقشه جهانی از شدت میدان مغناطیسی در تاج خورشید ایجاد کنند. این نقشه نشان داد که چگونه میدان مغناطیسی در طول زمان و در مناطق مختلف خورشید تکامل می‌یابد.
در مقایسه با پیش‌بینی‌های پیشرفته‌ترین مدل‌های تاج جهانی - مانند مدلی که توسط Predictive Science، یک شرکت مستقر در ایالات متحده توسعه یافته است، این تیم متوجه شد که داده‌های رصدی آنها با پیش‌بینی‌های مدل در مناطق با عرض جغرافیایی متوسط و پایین مطابقت دارد. با این حال، آنها به اختلافات بزرگتر در مناطق با عرض جغرافیایی بالا و مناطق فعال خورشید اشاره کردند.
این یافته‌ها برای بهبود مدل‌های فعلی فعالیت مغناطیسی خورشید و درک پویایی فوران‌های خورشیدی حیاتی هستند. همانطور که یانگ زیهائو، نویسنده اصلی توضیح می‌دهد، مشاهدات این تیم پایه‌ای کلیدی برای پالایش و بهینه‌سازی مدل‌های تاجی فراهم می‌کند که در نهایت می‌تواند منجر به پیش‌بینی دقیق‌تر فوران‌های خورشیدی و تأثیر بالقوه آنها بر محیط فضایی زمین شود.
این مطالعه نشان‌دهنده تغییر در فیزیک خورشیدی است، زیرا میدان وارد عصر جدیدی از اندازه‌گیری‌های معمول میدان مغناطیسی تاج می‌شود.
به گفته تیان هوی، این دستاورد تازه آغاز راه است. در حالی که روش‌های فعلی آنها امکان اندازه‌گیری میدان مغناطیسی در لبه قرص خورشیدی را فراهم می‌کند، هدف بعدی توسعه تکنیک‌هایی است که اندازه‌گیری کامل میدان مغناطیسی تاج، از جمله خود دیسک خورشیدی را ممکن می‌سازد. این امر مستلزم ادغام سایر روش‌ها و ابزارهای اندازه‌گیری است، اما نشان‌دهنده یک هدف حیاتی برای جامعه فیزیک خورشیدی در دهه‌های آینده است.
از طریق علم
ارسال نظر