ثبت واضح‌ترین تصاویر از سطح خورشید

فضاپیمای مدارگرد خورشیدی(Solar Orbiter) واضح‌ترین تصویر را از سطح خورشید تا به امروز به خانه فرستاده است و نماهای تازه‌ای از ستاره ما که به خوبی مطالعه شده است را ارائه کرده است.

روز چهارشنبه (۲۰ نوامبر)، آژانس فضایی اروپا(ESA) چهار تصویر جدید را که این فضاپیما در ماه مارس سال گذشته ثبت کرده بود، زمانی که تقریبا ۴۵ میلیون مایل(۷۴ میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله داشت، به اشتراک گذاشت. این تصاویر با جزئیات از سطح پویا و دانه دانه خورشید که به عنوان فوتوسفر شناخته می‌شود، ثبت شده است.

 تصویرگر قطب سنجی و لرزه‌سنجی(PHI)، یکی از شش ابزار موجود در فضاپیما، دانه‌های سطح خورشید را تصویربرداری کرد که سلول‌های بزرگ و متلاطمی از پلاسما هستند که هر کدام تقریبا ۶۲۰ مایل(۱۰۰۰ کیلومتر) را پوشانده‌اند.

این دانه‌ها توسط فرآیند همرفت ایجاد می‌شوند که طی آن پلاسمای داغ از اعماق خورشید بلند می‌شود و پلاسمای خنک‌تر فرو می‌رود و شبیه به شکل‌گیری و بالا آمدن حباب‌ها در یک دیگ آب جوش است. سلول‌ها تمام سطح خورشید به استثنای لکه‌های خورشیدی را می‌پوشانند، لکه‌های خورشیدی نواحی تیره‌تر و خنک‌تری هستند که به‌ شکل لکه‌ بر روی فتوسفر صاف ظاهر می‌شوند.

تصویر زیر نقشه جدیدی از میدان‌های مغناطیسی خورشید است. این تصویر نشان می‌دهد که میدان‌های مغناطیسی در مناطق لکه‌های خورشیدی قوی و متمرکز هستند و توضیح اینکه چرا لکه‌های خورشیدی سردتر از محیط اطراف خود هستند کمک می‌کند. علت این است که میدان‌های مغناطیسی شدید در آنجا، همرفت طبیعی پلاسما را محدود و ماده را مجبور می‌کنند تا در عوض از میدان مغناطیسی پیروی کند. در نتیجه از رسیدن مقداری گرما به سطح جلوگیری می‌شود و باعث می‌شود لکه‌های خورشیدی سردتر از سایر نقاط سطح خورشید باشند.

دانیل مولر(Daniel Müller)، دانشمند پروژه این مدارگرد خورشیدی، می‌گوید: میدان مغناطیسی خورشید برای درک ماهیت دینامیکی ستاره خانه ما از کوچکترین تا بزرگترین مقیاس‌ها اهمیت دارد.

نقشه جدید دیگری به نام تاکوگرام، سرعت و جهت حرکت مواد روی سطح خورشید را نشان می‌دهد. در تصویر زیر، مناطق آبی به سمت مدارگرد خورشیدی در حال حرکت هستند در حالی که مناطق قرمز در حال دور شدن هستند و چرخش خورشید را حول محور خود به تصویر می‌کشند. میدان‌های مغناطیسی را می‌توان در حال شکستن سطح در مناطق لکه‌های خورشیدی مشاهده کرد.

باد خورشیدی از اتمسفر بیرونی خورشید یعنی تاج، که در ماه مارس گذشته نیز توسط ابزار تصویرگر فرابنفش شدید(EUI) در مدارگرد خورشیدی تصویربرداری شد، می‌گریزد. در تصویر زیر خطوط میدان مغناطیسی را می‌توان دید که از سطح خورشید بیرون زده‌اند.

تکه‌های پلاسما در امتداد این خطوط از خورشید بیرون می‌زند و اغلب لکه‌های خورشیدی مجاور را به هم متصل می‌کند. این حلقه‌های پلاسما به طور معمول به فضا پرتاب می‌شوند و باد خورشیدی باردار را تشکیل می‌دهند که می‌تواند نمایش‌های درخشان شفق قطبی را در زمین، مریخ و سایر سیارات ایجاد کند.

بر اساس ردیاب فضاپیمایی که توسط آژانس فضایی اروپا اداره می‌شود، مدارگرد خورشیدی در حال حاضر حدود ۷۵ میلیون مایل(۱۲۰ میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله دارد که درست فراتر از مدار زهره است. این فضاپیما با همکاری کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا، به تازگی سرنخ‌های تازه‌ای از یک معمای دیرینه در مورد چگونگی گرم شدن باد خورشیدی و شتاب گرفتن آن تا سرعت‌های باورنکردنی در فضا ارائه کرده است.

تابستان امسال، مدارگرد خورشیدی از داخل مدار عطارد، با یافتن ردپای منحصربه‌فرد در جریان‌های باد خورشیدی که معمولا با گذشت زمان و رسیدن به زمین از بین می‌روند، به هدف کلیدی ردیابی بادهای خورشیدی به سمت منبع خود در خورشید دست یافت.

جدیدترین تصاویر ثبت شده از ۲۵ تصویر تشکیل شده‌اند که در یک بازه زمانی تقریبا چهار ساعته ثبت شده‌اند. نزدیکی کاوشگر به خورشید به این معنی بود که هر تصویر تنها بخش کوچکی از قرص خورشید را پوشش می‌داد، بنابراین فضاپیما باید کج می‌شد و می‌چرخید تا زمانی که کل خورشید تصویربرداری شود. سپس تصاویر برای دستیابی به یک تصویر کلی ۸۰۰۰ پیکسلی به هم متصل شدند.

این کاوشگر در سال ۲۰۲۰ در یک ماموریت مشترک اروپا و ناسا برای جمع‌آوری نماهایی که پیش از این هرگز از قطب‌های خورشید دیده نشده بود، پرتاب شد.