علت دماي زياد تاج خورشيدي

فعاليت خورشيد تا چند سال آينده به اوج خود مي‌رسد و اخترشناسان در پي آن هستند تا بتوانند فوران‌هاي شديد تاجي خورشيد را که براي زمين خطرناک هستند، پيش‌بيني کنند.

در طی چند سال آینده تعداد شراره‌ها و فوران‌های خورشیدی كه فوران‌های تاج خورشیدی (CME)، خوانده می‌شوند افزایش یافته و در ۲۰۱۱ یا ۲۰۱۲ به حداكثر می‌رسد. این فوران‌ها می‌توانند به زمین برسند و در ارتباطات،‌ فعالیت ماهواره‌ها و حتی شبكه‌های انتقال نیرو اختلال ایجاد كنند. دانشمندان سعی دارند با شناخت ساز و كارهای كنترل كننده فوران‌ها‌، آنها را پیش‌بینی كنند.

ستاره‌شناسان از زمانی كه گالیله،‌ «فابریسیوس»(Fabricius) و «شینر» (Scheiner) در سال ۱۶۱۱ لكه‌های خورشیدی را كشف كردند، پیوسته سعی در مطالعه سطح خورشید داشته‌اند اما همواره نوسانات جو زمین در طول روز مانع دیدن جزییات ریز سطح خورشید بوده است.

آخرین پیشرفت‌ها در زمینه شناخت خورشید به كمك فضاپیمای «هینود»(Hinode) حاصل شده است. هینود یك فضاپیمای ژاپنی است كه از شهریور ۱۳۸۵ شروع به كار نموده است و با استفاده از سه تلسكوپ، در محدوده طول موجهای مریی،‌ فرابنفش و x به تصویر برداری از سطح خورشید می‌پردازد.

یكی از مهم‌ترین رازهای خورشید این است كه چگونه تاج خورشید داغ می‌شود و داغ می‌ماند. تاج خورشید بیرونی‌ترین لایه جو خورشید است كه حرارت آن میلیون‌ها درجه است. درحالیكه حرارت نورسپهر (photosphere) تنها ۵۷۸۰ درجه كلوین است.

به گفته دانشمندان، امواج «آلفین» (Alfvén) و اتصال مجدد مغناطیسی دو سازوكار مهم در گرم كردن تاج خورشید هستند.

مشاهدات نشان می‌دهد كه گاهي میدان‌های مغناطیسی همجوار، با یكدیگر آمیخته شده و در قالب تركیب‌بندی جدیدی در می‌آیند. در این فرآیند كه اتصال مجدد مغناطیسی گفته می‌شود،‌ خطوط نیرو با جهت‌ متضاد با یكدیگر برخورد كرده و در قالب جت‌های پرتو x و فورانهای خورشیدی انرژی آزاد می‌كنند.

جت‌های پرتو x،‌ انفجارهای كوچكی هستند كه نسبت به انواع قویترشان، CMEها، سطح انرژی كمتری دارند و تعدادشان بیشتر است. جت‌های كوچك پرتو x‌ انرژی معادل هزاران بمب اتمی دارند و می‌توانند مواد را با سرعت ۲/۳ میلیون كیلومتر بر ساعت به فضا پرتاب كنند. انرژی CMEها هزار بار بیشتر است و می‌توانند مواد را با سرعت ۶/۹ میلیون كیلومتر بر ساعت به فضا پرتاب كنند. این مواد ظرف تنها ۱۵ ساعت به زمین می‌رسند و زمین و میدان مغناطیسی آن را متاثر می‌كنند. دانشمندان یك مدل جدید اتصال مجدد مغناطیسی یافته‌اند كه در طی آن،‌ خطوط نیرو به جای شكستن و متصل شدن،‌ در عرض یكدیگر می‌لغزند.

امواج آلفین،‌ امواج خاصی در میدان مغناطیسی خورشید هستند كه باعث داغ شدن تاج خورشید می‌شوند. این امواج هنگامی كه حركات همرفتی و امواج فشاری، میدان مغناطیسی را به اطراف هل می‌دهند یا زمانی كه یك فرآیند دینامیكی سبب تغییر شكل یا اتصال مجدد میدان‌های مغناطیسی ‌شود، ‌تولید می‌شوند. اگرچه شواهدی بر ضد ایده امواج آلفین وجود دارد اما دانشمندان با استفاده از داده‌‌های هینود موفق شدند مستقیما آنها را در لایه‌های پایینی جو خورشید مشاهده كنند.

مطالعه داده‌های پرتو x‌ هینود نشان می‌دهد كه در امتداد خطوط نیروی میدان مغناطیسی باز در قسمت‌های فوقانی تاج خورشید، پلاسمای (گاز باردار شده) داغ به بیرون جریان می‌یابد كه می‌تواند منبعی برای بادهای خورشیدی باشد. بادهای خورشیدی جریانی از پلاسما هستند كه در همه جهات از خورشید به بیرون جاری می‌شوند. اندازه گیری نرخ انتقال انرژی امواج آلفین نشان می‌دهد كه آنها برای پرتاب كردن ذرات باد خورشیدی به درون منظومه خورشیدی انرژی كافی دارند. همچنین‌،‌ جت‌های پرتو x نیز پلاسما را در درون فضا به پیش می‌رانند.

به گفته‌ي دانشمندان،‌ رابطه روشنی میان اتصال مجدد مغناطیسی و تشكیل امواج آلفین در جت‌های پرتو x‌ وجود دارد. آنها با زیر نظر گرفتن قطب‌های خورشید و مشاهده به طور متوسط ۲۴۰ جت پرتو x‌ در روز به این نتیجه رسیدند كه اتصال مجدد مغناطیسی مكررا رخ می‌دهد و امواج آلفین تولید می‌كند و انرژی پلاسما را در جت‌های پرتو x‌ تقویت می‌كند. ارتباط تعداد زیاد جت‌ها با سرعت پلاسمای جاری به درون منظومه خورشیدی این ایده را تقویت می‌كند كه جت‌های پرتو x برای بادهای خورشیدی پر سرعت نقش نیروی پیشران را ایفا می‌كنند. دانشمندان امیدوارند با مطالعه جت‌های پرتو x به درك بیشتری از انفجارهای خورشیدی و CMEها دست یابند.