🔘 گرداب‌های کوچک کشف‌شده روی سطح خورشید🌌 باکیفیت‌ترین تصویر ثبت‌شده از سطح خورشید (فتوسفر) در طول م…

🔘 گرداب‌های کوچک کشف‌شده روی سطح خورشید🌌 باکیفیت‌ترین تصویر ثبت‌شده از سطح خورشید (فتوسفر) در طول موج ۴۱۶ نانومتر توسط تلسکوپ خورشیدی اینویه. در لبه‌های گرانول‌های خورشیدی، این تصویر ساختارهایی ریش‌ریش‌مانند را نشان می‌دهد که حرکات گردابی از خود نشان می‌دهند. (اعتبار تصویر: NSF/NSO/AURA/MPS)¹★ پژوهشگرانی از رصدخانه ملی خورشیدی بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF NSO)، موسسه ماکس پلانک برای تحقیقات منظومه شمسی (MPS) در آلمان و رصدخانه ارتفاع بالا (HAO) در آمریکا، دستاوردی جدید در فیزیک خورشیدی داشته‌اند. تصاویر جدیدی از سطح خورشید که با بزرگ‌ترین تلسکوپ خورشیدی جهان، یعنی تلسکوپ خورشیدی دانیل ک. اینویه (NSF) ساخته و به‌کارگرفته‌شده توسط NSO در هاوایی، به همراه شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشرفته ثبت شده‌اند، گرداب‌های پلاسمایی کوچکی را فاش می‌کنند که پیش از این هرگز قابل مشاهده نبودند.²★ میخائیل فن نورت (Michiel van Noort)، دانشمند موسسه MPS و همکار این مقاله پژوهشی، می‌گوید: «برای ردیابی این گرداب‌ها، نیاز داشتیم ساختارهایی به اندازه حدود ۲۰ کیلومتر (۱۲ مایل) را روی سطح خورشید تفکیک کنیم. این کار دقیقاً در مرز توانایی‌های بزرگ‌ترین تلسکوپ خورشیدی جهان و پیشرفته‌ترین شبیه‌سازی‌ها قرار دارد.» فن نورت علاوه بر مشارکت در مشاهدات، کاهش داده‌ها و بازسازی تصاویر را انجام داده است. پژوهشگران از یک دوربین تصویربرداری پهن‌باند ارائه‌شده توسط MPS استفاده کردند.³★ این گرداب‌ها در لبه‌های به‌اصطلاح «گرانول‌ها» (Granules) رخ می‌دهند که به طور متراکم سطح مرئی خورشید را پوشانده‌اند. قطر آن‌ها بین ۵۰۰ تا ۲,۰۰۰ کیلومتر (۳۱۰ تا ۱,۲۴۰ مایل) است. این گرانول‌ها در کنار هم، دانه‌بندی یا گرانولاسیون خورشید را تشکیل می‌دهند: الگویی که یادآور حباب‌های درون یک مایع در حال جوش است.⁴★ در واقع، گرانولاسیون از جریان‌های پلاسمایی ناشی می‌شود که از اعماق داغ خورشید بالا می‌آیند، خنک می‌شوند و دوباره به اعماق آن فرو می‌روند. در مطالعه جدیدی که در نشریه Nature منتشر شده، پژوهشگران برای نخستین بار موفق شدند ساختارهای ریش‌ریش‌مانندی را در لبه‌های گرانول‌ها تجسم کنند. این ساختارها بارها و بارها حرکات گردابی مشابه شکستن امواج اقیانوس را به نمایش می‌گذارند. عرض برخی از این «ریش‌ریش‌ها» کمی بیشتر از ۲۰ کیلومتر (۱۲ مایل) است. تفکیک این ساختارهای ظریف مانند تشخیص یک سکه ۱ یورویی از فاصله ۱۸۰ کیلومتری (۱۱۲ مایلی) است.✨ ناپایداری‌ها در پلاسمای خورشیدی⁵★ پژوهشگران جریان‌های پلاسمای گردابی را به عنوان نشانه‌هایی از «ناپایداری‌های کلوین-هلمولتز» (Kelvin–Helmholtz instabilities) تفسیر می‌کنند. این یک اثر شناخته‌شده در دینامیک سیالات است و زمانی رخ می‌دهد که دو سیال با سرعت‌های متفاوت از کنار یکدیگر عبور کنند. این امر نیروهای برشی در سطح مشترک ایجاد می‌کند و باعث می‌شود اختلالات کوچک به جریان‌های موجی یا گردابی‌شکل تبدیل شوند. این اثر در بافت‌های گوناگون و در مقیاس‌های مختلف ظاهر می‌شود—برای مثال روی سطح دریاچه‌ها یا در امواج اقیانوس، در تشکیل ابرها، در جو سیارات غول‌پیکر گازی مانند مشتری و زحل، و در برهم‌کنش بادهای خورشیدی با مگنتوسفر سیاره‌ای.⁶★ ظاهراً لایه‌های پلاسمای مجاور در لبه‌های گرانول‌های خورشیدی نیز با سرعت‌های متفاوتی جریان دارند و شرایط لازم را برای ناپایداری‌های کلوین-هلمولتز فراهم می‌کنند.✨ خطوط میدان مغناطیسی پیچ‌خورده⁷★ گرداب‌های کوچک پلاسمایی که تازه روی خورشید کشف شده‌اند، چشم‌انداز کاملاً جدیدی را درباره فرآیندهایی ارائه می‌دهند که خورشید از طریق آن‌ها انرژی را در میدان مغناطیسی خود ذخیره و آزاد می‌کند—برای نمونه، به شکل فوران‌های ریز تابشی که به عنوان «نانو‌شراره‌ها» (Nanoflares) شناخته می‌شوند. طبق نظریه‌های کنونی، خورشید انرژی مغناطیسی را زمانی ذخیره می‌کند که خطوط میدان مغناطیسی بپیچند و حلقه شوند—مشابه انرژی مکانیکی ذخیره‌شده در یک فنر فلزی که محکم پیچانده شده است. این امر معماری میدان مغناطیسی بسیار پرانرژی اما ناپایداری ایجاد می‌کند. انرژی ذخیره‌شده می‌تواند ناگهان آزاد شود. در این فرآیند که به عنوان «بازاتصال مغناطیسی» (Magnetic Reconnection) شناخته می‌شود، خطوط میدان مغناطیسی پیچ‌خورده از هم باز شده و دوباره متصل می‌شوند.⁸★ با این حال، قبلاً مشخص نبود چه چیزی در وهله اول باعث پیچ خوردن خطوط میدان مغناطیسی می‌شود. کشف جدید می‌تواند بخشی از پاسخ باشد. از آنجا که به نظر می‌رسد این گرداب‌ها به صورت مداوم در هر کجا که میدان مغناطیسی به اندازه کافی قوی باشد رخ می‌دهند، می‌توانند نیروی محرکه‌ای باشند که به طور منظم این پیچ‌خوردگی را تحریک می‌کند.