بررسی مستقیم «هلیکیتی» در بادهای خورشیدی، راز تفاوت دمایی پروتون‌ها و الکترون‌ها را آشکار کرد.

به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، فضاپیمای خورشیدی «پارکر» ناسا که نزدیک‌ترین پرواز انسان‌ساخته به خورشید را انجام داده، موفق به کشفی شگفت‌انگیز شده است؛ مانع هلیکیتی پدیده‌ای مرموز که مدت‌ها در نظریه‌ها وجود داشت، اکنون به‌طورمستقیم مشاهده شده است و دلیل اصلی گرمای غیرقابل توضیح جو خورشید (کرونا) و شتاب عجیب بادهای خورشیدی را آشکار می‌سازد.
دمای سطح خورشید حدود ۶۰۰۰ درجه کلوین است، اما دمای جو بالایی آن، کرونا، تا چند میلیون درجه می‌رسد. این «پارادوکس گرمایی خورشید» سال‌ها ذهن دانشمندان را مشغول کرده بود. علاوه بر آن، ذرات باد خورشیدی نیز با سرعتی فراتر از پیش‌بینی‌های نظری حرکت می‌کنند.

هلیکیتی چیست و چرا مهم است؟

تلاطم‌های پلاسما در جو خورشید باعث انتقال انرژی به مقیاس‌های کوچک می‌شوند. پیش از این تصور می‌شد این انرژی در نهایت به گرما تبدیل می‌شود. اما داده‌های دقیق فضاپیمای پارکر نشان دادند که «مانعی» بر سر راه این انتقال وجود دارد (هلیکیتی)،این مانع با جلوگیری از انتقال کامل انرژی تلاطمی به مقیاس‌های کوچک‌تر، نوعی فیلتر ایجاد می‌کند و مانع از اتلاف معمول انرژی می‌شود. نتیجه؟ گرمایی متفاوت از آنچه انتظار می‌رفت، و دمای بالاتر پروتون‌ها نسبت به الکترون‌ها در باد خورشیدی.

پژوهشگر ارشد، جک مک‌اینتایر، دانشجوی دکترای فیزیک پلاسما در دانشگاه کویین مری لندن، می‌گوید:

با مشاهده مستقیم مانع هلیکیتی، حالا می‌توانیم دلیل تفاوت دمایی پروتون‌ها و الکترون‌ها را توضیح دهیم، چیزی که تا پیش از این نامفهوم بود. این یافته فقط درباره خورشید نیست، بلکه در مورد همه پلاسماهای رقیق در کیهان صدق می‌کند.

مانع هلیکیتی چگونه شکل می‌گیرد؟

• زمانی که قدرت میدان مغناطیسی بر فشار پلاسما غالب می‌شود.
• و هنگامی که امواج پلاسما در یک جهت قوی‌تر از جهت مخالف‌اند.

این شرایط در نزدیکی خورشید، جایی که پارکر حالا آن را بررسی می‌کند، رایج است.

فراتر از خورشید

کریستوفر چن، استاد فیزیک پاسمادهای فضایی و استاد راهنمای مک‌اینتایر می‌افزاید:

این کشف تنها مربوط به خورشید نیست. بسیاری از پلاسماهای داغ و رقیق در کهکشان نیز برخوردی (collisional) نیستند. بنابراین نحوه گرم شدن آن‌ها نیز ممکن است تحت تأثیر چنین موانعی باشد. این یافته نه‌تنها به فهم بهتر بادهای خورشیدی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند در پیش‌بینی بهتر وضعیت آب‌وهوای فضایی نیز مؤثر باشد.

چرا اهمیت دارد؟

باد خورشیدی بر ماهواره‌ها، مخابرات، GPS و حتی شبکه برق زمین تأثیرگذار است. درک بهتر آن، راه را برای مدل‌سازی دقیق‌تر و طراحی تجهیزات مقاوم‌تر باز می‌کند.
با تأیید مانع هلیکیتی توسط فضاپیمای پارکر، علم گامی دیگر به فهم عمیق‌تر از خورشید و پدیده‌های کیهانی برداشت. معمای دیرینه گرمای غیرعادی جو خورشید حل شده است.

کد خبر 892458