کشف راز ۴۰۰ ساله درباره میدان مغناطیسی خورشید

با وجود اهمیت خورشید برای حیات روی زمین و نزدیکی تقریبی آن به ما، هنوز در مورد خورشید چیزهای زیادی وجود دارد که رازآلود باقی مانده است. از جمله این چیزهای رازآلود میدان مغناطیسی آن و این موضوع است که این میدان مغناطیسی دقیقا از کجا ناشی می‌شود.

گالیله در سال ۱۶۱۲ لکه‌های خورشیدی روی ستاره را که نشان‌دهنده فعالیت مغناطیسی خورشیدی است، ثبت کرد. از آن زمان، او و پژوهشگران پس از او درباره اینکه میدان مغناطیسی خورشیدی دقیقا از کجا می‌آید سردرگم بوده‌اند.

محققان پیش از این به این باور رسیده بودند که خاستگاه آن در اعماق خورشید، در حدود ۲۰۹ هزار کیلومتری زیر سطح آن، است.

اما بررسی جدید نشان می‌دهد که این ممکن است تخمین دست‌ بالایی باشد. بر اساس یک مطالعه جدید، میدان مغناطیسی می‌تواند کم‌وبیش از ۳۲ هزار کیلومتری عمق شروع شود.

محققان گفتند این یافته‌ها که در مجله نیچر (Nature) منتشر شد، می‌تواند به دانشمندان کمک کند طوفان‌های خورشیدی قدرتمندی را که سبب می‌شوند شفق‌های شمالی در آسمان شب ظاهر شوند، با دقت بیشتری پیش‌بینی کنند.

این طوفان‌ها همچنین می‌توانند تخریب و خسارت به بار بیاورند‌ــ ماهواره‌های مدار زمین و شبکه‌های برق و ارتباطات رادیویی را ویران کنند، بنابراین دانستن زمان وقوع این رویدادها می‌تواند کشورهای سراسر جهان را برای مقابله با آسیب‌های احتمالی آماده کند.

دانیل لکوانت، استادیار دپارتمان علوم مهندسی و ریاضیات کاربردی دانشگاه نورت وسترن در ایالات متحده، گفت: «درک خاستگاه میدان مغناطیسی خورشید از زمان گالیله یک پرسش بی‌پاسخ بوده و برای پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی آینده، مانند شراره‌هایی که ممکن است به زمین برخورد کند، مهم است.»

او افزود: «اگرچه بسیاری از جنبه‌های دینامیک خورشیدی در هاله‌ای از ابهام باقی مانده است، کار ما در حل یکی از قدیمی‌ترین مسائل حل‌نشده در فیزیک نظری گام‌های بزرگی برداشته و راه را برای پیش‌بینی‌ بهتر فعالیت‌های خطرناک خورشیدی باز می‌کند.»

لکه‌ها و شراره‌های خورشیدی که در سطح خورشید ظاهر می‌شوند، از میدان مغناطیسی آن نشات می‌گیرند که در داخل از طریق فرایندی به نام سازوکار دینامو ایجاد می‌شود.

محققان برای یافتن اطلاعات بیشتر، مدل‌های پیشرفته‌ای را به منظور شبیه‌سازی میدان مغناطیسی خورشیدی توسعه دادند.

این نشان داد که تغییرات در جریان گاز یونیزه‌شده فوق داغ (معروف به پلاسما) در لایه‌های سطحی خورشید برای ایجاد میدان‌های مغناطیسی در همان مناطق کافی است.

پژوهشگران گفتند تغییرات در لایه‌های عمیق‌تر از قضا کاملا برعکس، میدان‌های خورشیدی واقعی کمتری را ایجاد می‌کند که اغلب در نزدیکی قطب‌های خورشید متمرکز شده‌اند تا استوا.

این مدل‌ها همچنین توانستند نشان دهند که لکه‌های خورشیدی چگونه با فعالیت مغناطیسی خورشید پیوند دارند.

محققان گفتند که الگوهای مشاهده‌شده در شبیه‌سازی‌ها با مکان‌ها و مقیاس‌های زمانی لکه‌های خورشیدی که ستاره‌شناسان از زمان گالیله مشاهده کرده‌اند، همخوانی دارد.

کیتون برنز، دانشمند تحقیقاتی در بخش ریاضیات موسسه فناوری ماساچوست در ایالات متحده، گفت: «فکر می‌کنم این نتیجه ممکن است بحث‌برانگیز باشد.»

«بیشتر جامعه علمی بر یافتن سازوکار دینامو در عمق خورشید متمرکز شده‌اند.»

«اکنون ما سازوکار متفاوتی را نشان می‌دهیم که به نظر می‌رسد با مشاهدات تطابق بیشتری دارد.»