رازهای خورشید در قطب‌هایش نهفته است؛ مأموریتی جدید برای گشودن اسرار کیهانی
رازهای خورشید در قطب‌هایش نهفته است؛ مأموریتی جدید برای گشودن اسرار کیهانی
خورشید، نزدیک‌ترین ستاره به زمین، همچنان رازهایی در دل خود پنهان کرده است. قطب‌های خورشید، مناطقی که از دیدگاه زمین‌محور ما پنهان مانده‌اند، کلید حل بزرگ‌ترین معماهای خورشیدی هستند.
به گزارش نیوزلن و به نقل از سای‌تک‌دیلی، این مناطق مرموز، که اطلاعات اندکی از آن‌ها در دست است، نقشی اساسی در چرخه مغناطیسی خورشید، منشأ باد سریع خورشیدی و تأثیرات هواشناسی فضایی دارند.
بر این اساس، مأموریت پیش روی رصدخانه قطبی خورشیدی (SPO) که قرار است در ژانویه ۲۰۲۹ پرتاب شود، با دستیابی به مدار قطبی بی‌سابقه‌ای، نویدبخش تحولی در دانش خورشیدی و پیش‌بینی هواشناسی فضایی است.
گفتنی است چرخه مغناطیسی خورشید، که هر ۱۱ سال یک‌بار با تغییر قطبیت میدان‌های مغناطیسی قطب‌های شمال و جنوب همراه است، از طریق فرآیند دینامو شکل می‌گیرد. این فرآیند به چرخش تفاضلی خورشید و جریان‌های مریدونی که شار مغناطیسی را به سمت قطب‌ها منتقل می‌کنند، وابسته است.
بااین‌حال، دهه‌ها پژوهش هلیوسایزمیک نتایج متناقضی درباره الگوهای جریان در عمق منطقه همرفتی خورشید ارائه کرده است.
برخی مطالعات حتی از جریان‌های قطب‌محور در پایه این منطقه خبر می‌دهند که مدل‌های کلاسیک دینامو را به چالش می‌کشد. مشاهدات دقیق میدان‌های مغناطیسی و حرکات پلاسما در عرض‌های بالا می‌تواند شواهد گمشده برای اصلاح این مدل‌ها را فراهم کند.
هواشناسی فضایی، که از اختلالات ناشی از باد خورشیدی و فعالیت‌های انفجاری خورشید پدید می‌آید، می‌تواند طوفان‌های ژئومغناطیسی و یونی، و همچنین شفق‌های قطبی خیره‌کننده‌ای ایجاد کند.
این رویدادها، به‌ویژه شراره‌های بزرگ و پرتاب‌های جرم تاجی، تهدیدی جدی برای فناوری‌های پیشرفته بشری، از جمله ماهواره‌های ناوبری و ارتباطات، هوانوردی و شبکه‌های برق زمینی به شمار می‌روند. برای پیش‌بینی دقیق این رویدادها، رصد ساختارهای مغناطیسی و جریان‌های پلاسما از منظری فراتر از صفحه دایره‌البروجی لازم است.
تلاش‌های پیشین برای کاوش قطب‌های خورشید، مانند مأموریت اولیس در سال ۱۹۹۰، ویژگی‌های کلیدی باد سریع خورشیدی را تأیید کرد، اما فاقد قابلیت تصویربرداری بود. اخیراً، مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا تا عرض ۳۴ درجه پیش رفته، اما این همچنان برای دید واقعی قطب‌ها کافی نیست.
لازم به ذکر است طرح‌های جاه‌طلبانه‌ای مانند رصدگر قطبی خورشید (SPI)، پولاریس، تلسکوپ مداری قطبی خورشید (SPORT)، سولاریس و مأموریت خورشیدی با شیب بالا (HISM) پیشنهاد شده‌اند که برخی با بهره‌گیری از پیشران‌های پیشرفته مانند بادبان‌های خورشیدی یا کمک گرانشی، به دنبال دستیابی به مدارهای با شیب بالا بودند.
مأموریت SPO با هدف غلبه بر محدودیت‌های پیشین طراحی شده است. این فضاپیما با استفاده از کمک گرانشی سیاره مشتری، مسیر خود را از صفحه دایره‌البروجی خارج کرده و پس از چند پرواز نزدیک به زمین و ملاقاتی برنامه‌ریزی‌شده با مشتری، در مداری ۱٫۵ ساله با نزدیک‌ترین فاصله ۱ واحد نجومی و شیب تا ۷۵ درجه مستقر می‌شود.
در فاز گسترده مأموریت، این شیب به ۸۰ درجه خواهد رسید و مستقیم‌ترین دید به قطب‌ها را ارائه خواهد داد. با عمر ۱۵ ساله، شامل ۸ سال فاز گسترده، SPO دوره‌های حداقل و حداکثر خورشیدی، از جمله زمان کلیدی حداکثر خورشیدی بعدی در سال ۲۰۳۵ و تغییر قطبیت میدان مغناطیسی را پوشش خواهد داد.
این مأموریت با بیش از ۱۰۰۰ روز پنجره رصدی در عرض‌های بالا، داده‌های بی‌سابقه‌ای ارائه خواهد کرد.
همچنین، SPO مجهز به مجموعه‌ای از ابزارهای رصد از راه دور و درجا است. ابزارهای رصد از راه دور شامل تصویرگر مغناطیسی و هلیوسایزمیک برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی و جریان‌های پلاسما، تلسکوپ فرابنفش و تلسکوپ تصویربرداری اشعه ایکس برای ثبت رویدادهای پویا در جو بالایی خورشید، و تاج‌نگارهای نوری و بسیار وسیع برای ردیابی تاج خورشیدی و جریان‌های باد خورشیدی تا ۴۵ شعاع خورشیدی (در ۱ واحد نجومی) هستند.
در پایان باید گفت بسته درجا شامل مغناطیس‌سنج و آشکارسازهای ذرات برای نمونه‌برداری مستقیم از باد خورشیدی و میدان مغناطیسی بین‌سیاره‌ای است. این ابزارها با ترکیب داده‌های خود، نه‌تنها نخستین تصاویر از قطب‌ها را ثبت می‌کنند، بلکه ارتباط آن‌ها با جریان‌های پلاسما و انرژی مغناطیسی شکل‌دهنده به هلیوسفر را روشن خواهند کرد.
