به تماشای خروش خورشید

احسان سنایی

خورشید؛ این ستاره مهربانی که دیرزمانی است شعله‌های سرکش و سوزانش از دورها سیاره ما را گرم و محیطش را دل‌پذیر ساخته این روزها بار دیگر از دریچه چشمان یک تلسکوپ هوایی، رازهای ناگفته بیشتری را برایمان نقل می‌کند.

تصاویر جدید تلسکوپ هوایی «طلوع» از سطح جوشان خورشید، سفر بی‌خطری را به قلمرو سوزان این ستاره سرکش و ناآرام، امکان‌پذیر ساخته است.

SUNRISE، بزرگ‌ترین تلسکوپ غیرزمینی است که وقف مطالعات خورشیدی شده است. در روز هشتم ژوئیه سال جاری، دانشمندان مرکز فضایی ESRANGE سوئد، این تلسکوپ ۶ تنی را با هدف انتقال آن به ارتفاعات بسیار بالا به انتهای بالون هلیومی غول‌پیکری به قطر یک‌صد و سی متر متصل ساخته و از خاک شمال اسکاندیناوی رها ساختند.

پس از صعود، سانرایز در ارتفاع ۳۷ کیلومتری زمین و به مدت پنج روز متوالی، با سواری بر پشت بادهای پرارتفاع و طی نزدیک به نیمی از دایره قطبی شمال، مشاهدات خود از خورشید را به انجام رسانده و سرانجام با جدا شدن از حباب بالن، در روز چهاردهم ژوئیه با استفاده از چتر نجات به سلامت در جزیره «سامرست» انادا فرود آمد.

سان‌رایز با استقرار در لایه استراتوسفر جو، شرایطی مشابه یک تلسکوپ فضایی را به دست آورد و نه تنها موانعی از قبیل تلاطمات جوی پیش‌ روی تلسکوپ‌های زمینی را پشت سر گذاشت؛ بل‌که توانایی بررسی خورشید در نواحی فرابنفش طیف نوری را بدون هیچ‌گونه مزاحمتی از جانب جو به دست آورد.

این بخش از طیف نور اجرام آسمانی، به دلیل وجود موانعی چون لایه ازون، از سطح زمین قابل کنکاش و بررسی نیست.

سانرایز در طول مأموریت پنج‌ روزه‌اش بالغ بر ۱.۸ ترابایت داده از خورشید ما به دست آورد و فرآیند آنالیز اطلاعات دریافتی نیز هم‌اکنون آغاز شده‌ است؛ هر‌چند نخستین نتایج دریافتی در نوع خود بسیار امیدبخش بودند.

از مهم‌ترین اهداف و علائق خورشیدشناسان، درک رابطه مستقیم مابین قدرت میدان مغناطیسی خورشید و درخشندگی عوارض مغناطیسی و موقّت سطح این ستاره است.

به دلیل تغییرات سراسری الگوی خطوط مغناطیسی خورشید و تعویض قطب‌های آن طی چرخه‌های ۱۱ ‌ساله، برآیند تغییرات درخشندگی ناشی از رفتارهای مغناطیسی، بر درخشندگی کلی این ستاره مؤثر واقع شده و نهایتاً سهم زمین از انرژی خورشیدی افزایش خواهد یافت. پرتوهای فرابنفش ابزار بسیار مناسبی برای بررسی تغییرات نور خروجی از خورشیدند.

صعود سانرایز از سطح زمین به‌وسیله یک بالون هلیومی. قسمت طناب‌مانند مابین انتهای حباب بالن و چتر نجات نارنجی‌رنگ، قسمتی از بالن است که به‌صورت خالی رها شده تا با کاهش فشار هوا در حین صعود بالن به ارتفاعات بالاتر، این قسمت نیز از گاز پر شده و چگالی مجموعه کاهش بیشتری پیدا کند. / عکس از: کارلی کالوین – UCAR

ابزار سوفی (SUFI) مستقر بر تلسکوپ سانرایز، برای نخستین بار موفق به بررسی دقیق ساختارهای مغناطیسی موجود در سطح خورشید از دریچه چشمان فرابنفش خود شد و ابزار IMaX نیز حتی میدان‌های ریز مغناطیسی موجود در سطح متلاطم ستاره را به تصویر کشید.

این ساختارها به صورت مناطق سیاه و سفید رنگ، در نور پولاریزه حاصله در تصویر شماره ۲ قابل تشخیصند.

اما یکی از حائز اهمیت‌ترین و در عین حال زیباترین جلوه‌های سطحی خورشید که توجه دانشمندان سانرایز را نیز به خود معطوف کرده بود، ساختارهای دانه‌دانه‌ای سطح خورشید است که هم‌چون پیستون‌هایی در‌هم‌تنیده و فراوان، گرمای مناطق درونی خورشید را به فضای بیرون و نهایتاً به سقف خانه‌های ما هدایت می‌کنند.

تصویر بخشی از سطح خورشید از نگاه دوربین IMaX در طول موج ۵۲۵ نانومتر. نواحی تیره و روشن، میدان‌های مغناطیسی محلی سطح خورشیدند / منبع: ائتلاف MPS/IMaX

موتور محرکه این ستون‌های گرمایی، جریان‌های هم‌رفتی موجود در یکی از لایه‌های درونی خورشید موسوم به «پوش هم‌رفتی» است.

زمانی‌که دسته‌ای از فوتون‌های حامل نور و گرما، کوره هسته‌ای قلب خورشید را ترک گفته و راه خود را به بیرون باز می‌بینند، در اولین قدم توسط لایه‌ای به نام «منطقه تابشی» به پوش هم‌رفتی انتقال داده می‌شوند.

در این ناحیه، گازهای یونیزه داغ داخل خورشید، به‌واسطه چگالی کم‌تر به بالا صعود کرده و با رسیدن به سطح ستاره، گرمای خود را در فضا آزاد می‌کنند.

این ستون‌های گازی پس از سرد شدن و افزایش چگالی، دوباره راه خود را به پایین از سرگرفته و این چرخه در بازه‌های زمانی تقریباً ۶ دقیقه‌ای بطور مداوم تکرار می‌شود.

تصویر شماره ۳، الگوی در‌هم‌تنیده نوک این ستون‌ها را از دید چشمان فرابنفش سانرایز نشان می‌دهد. از دید سه بعدی، این مناطق را هم‌چون سوپ جوشانی خواهیم دید که نقاط روشن‌تر تصویر، برآمده‌تر از مرزهای تاریک‌تر خود هستند.

تصویر سطح دانه دانه خورشید در چهار طول موج مختلف پرتو فرابنفش / منبع: انیستیتو مطالعات ماکس پلانک

این نقاط روشن، تازه سفرشان را از قلب خورشید به اتمام رسانده و در حال رهاسازی گرمای درونی خودند؛ در حالی‌که مرزهای تیره‌تر، گرما را از دست داده و در حال فرورفتن به درون لایه‌های زیرین‌اند.

مساحت مجموع تنها سه دانه موجود در این تصویر، قابلیت هم‌پوشانی با کل مساحت کشور ایران را داراست و ریشه هر کدام از این دانه‌ها در حدود ۳۰ هزار کیلومتر می‌باشد.

جالب است بدانید که این تصویر تنها یک بیست هزارم از کل سطح خورشید را پوشانده است!