ترسیم نخستین نقشه میدان مغناطیسی پنهان خورشید
سایت امن: نقشه برداری از میدان مغناطیسی پنهان خورشید برای بار اول با بهره گیری از داده های ماهواره ای 30 ساله انجام شده است. یک مدل، چرخه های خورشیدی را از سال 1996 تا 2025 به صورت دقیق بازسازی کرد و رویدادهای کلیدی سالیان پیش را پیش بینی نمود.
به گزارش سایت امن به نقل از ایسنا، به نظر می رسد که هر چند سال یک مرتبه، خورشید حال و هوای خویش را تغییر می دهد. لکه های تاریک ظاهر و ناپدید می شوند، انفجارهای عظیم انرژی به فضا پرتاب می شوند و زمین به صورت خلاصه عواقب آنرا بوسیله ماهواره ها یا سیستم های برق مختل شده احساس می کند.
آن چه باعث این تغییرات می شود، مدت هاست که بعنوان «مغناطیس» شناخته می شود، اما رویداد اصلی در اعماق خورشید، خیلی پایین تر از سطح درخشانی که می توانیم مشاهده نماییم، اتفاق می افتد. تابحال آن منطقه کاملا خارج از دسترس بوده است و دانشمندان فقط می توانستند حدس بزنند که در آنجا چه اتفاقی می افتد.
با این وجود، یک مطالعه جدید با بهره گیری از داده های ماهواره ای متعلق به چند دهه گذشته، تصویری سه بعدی از میدان مغناطیسی داخلی خورشید را بازسازی کرده است. بدین سبب برای بار اول، محققان می توانند چگونگی تکامل مغناطیس خورشیدی را در زیر سطح آن دنبال کنند.
نویسندگان این مطالعه خاطرنشان می کنند: از نظر مشاهده ای، هیچ یک از تکنیکها همچون خورشیدلرزه شناسی، قادر به عرضه تخمینی از میدان مغناطیسی داخلی خورشید نیستند و ما برای بار اول، دینامیک میدان های مغناطیسی بزرگ مقیاس داخلی آنرا بازسازی کردیم.
ترسیم آن چه دیده نمی شود
میدان مغناطیسی خورشید توسط حرکت گاز داغ و دارای بار الکتریکی درون آن ایجاد می شود. این پروسه که «دینام خورشیدی» یا «ژنراتور خورشیدی»(solar dynamo) نامیده می شود، در اعماق خورشید عمل می کند. مشکل این است که هیچ ابزاری نمی تواند میدان های مغناطیسی را در آن لایه ها به صورت مستقیم اندازه گیری نماید. ماهواره ها فقط آن چه را که روی سطح مرئی خورشید اتفاق می افتد، ثبت می کنند و دانشمندان بقیه را با استنباط درمی یابند.
«دینام خورشیدی» یک پروسه فیزیکی است که سبب ایجاد میدان مغناطیسی خورشید می شود. این پروسه با عنایت به نظریه دینامو که دلیل بودن یا نبودن میدان مغناطیسی در سیاره ها را توجیه می کند، توضیح داده شده است. بر اساس این نظریه، یک ژنراتور الکتریکی به صورت طبیعی در فضای داخلی خورشید وجود دارد که به پیروی از قوانین آمپر، فارادی و اهم و همینطور قوانین دینامیک شاره ها که در کنار هم قوانین مگنتوهیدرودینامیک را می سازند، جریان های الکتریکی و یک میدان مغناطیسی را در اطراف خورشید تولید می کنند.
در این مطالعه، محققان به صورت متفاوتی به این مسئله نزدیک شدند. آنها بجای ساختن مدلی که عمدتا مبتنی بر فرضیات است، کار خویش را بر مشاهدات حقیقی بنا نهادند. آنها نقشه های میدان مغناطیسی روزانه ثبت شده توسط ماهواره های خورشیدی را طی تقریبا سه دهه، از سال ۱۹۹۶ تا ۲۰۲۵ جمع آوری کردند.
این نقشه ها نشان می دهند که میدان های مغناطیسی در کجا روی سطح ظاهر می شوند و چه طور با گذشت زمان تغییر می کنند.
نویسندگان این مطالعه سپس این اطلاعات را به یک مدل کامپیوتری سه بعدی دقیق که برای شبیه سازی فرآیندهای مغناطیسی داخلی خورشید طراحی شده بود، وارد کردند.
این مدل با ورود داده های جدید سطحی، به صورت مداوم خویش را تنظیم می کرد تا از نظر فیزیکی سازگار باقی بماند. این امر به محققان اجازه داد تا به گذشته برگردند و محتمل ترین ساختارها و جریان های مغناطیسی پنهان در زیر سطح خورشید را که می توانند الگوهای مشاهده شده را تولید کنند، شناسایی کنند.
حال دانشمندان جهت بررسی این که آیا این تکنیک قابل اعتماد است، از این مدل خواسته اند که چرخه های خورشیدی گذشته را بازسازی کند. این چرخه ها که حدود ۱۱ سال طول می کشند، دوره های افزایش و کاهش فعالیت خورشیدی را نشان می دهند.
این مدل با موفقیت چرخه های گوناگونی را که در عصر استقرار ماهواره ها دیده شده بود، همچون تغییر تدریجی لکه های خورشیدی را از عرض های جغرافیایی بالاتر به سوی خط استوای خورشیدی (یک شاخص کلیدی از نحوه توسعه یک چرخه) بازتولید کرد.
نویسندگان این مطالعه ادعا کردند: مدل داده محور ما با موفقیت خصوصیت های کلیدی مشاهده ای را مانند نمودار پروانه ای سطح، تکامل دقیق میدان قطبی و گشتاور دوقطبی محوری بازتولید می کند.
آزمایش نهایی، یک پیش بینی بود. محققان اضافه کردن داده های جدید را در نقاط خاص متوقف کردند و اجازه دادند مدل به تنهایی رو به جلو حرکت نماید. این مدل حتی بدون مشاهدات جدید، به درستی خصوصیت های اصلی فعالیت خورشیدی را تا سه یا چهار سال آینده پیش بینی نمود.
مطالعه خورشید از درون به بیرون
محققان گفتند: همبستگی قوی بین میدان شبیه سازی شده و تعداد لکه های خورشیدی، مدل سه بعدی ما را که برمبنای مغناطیس نگاره طراحی شده است، بعنوان یک مدل پیش بینی کننده قوی از چرخه خورشیدی تثبیت می کند.
این نتیجه نشان دهنده تغییر در نحوه مطالعه خورشید توسط دانشمندان است. آنها حال می توانند بجای درنظر گرفتن فضای داخلی آن بعنوان یک منطقه ناشناخته، آنرا به صورت غیرمستقیم و مداوم رصد کنند.
پیش بینی های قابل اعتمادتر از فعالیت خورشیدی می تواند به حفاظت از ماهواره ها، کاهش خطرات برای سیستم های ناوبری و اخطار قبلی به اپراتورهای شبکه برق در مورد اختلالات ژئومغناطیسی کمک نماید.
با این وجود، مدل فعلی به ماموریت های ماهواره ای بلند مدت نیز بستگی دارد که باید بدون وقفه ادامه یابند تا این رویکرد مؤثر باقی بماند.
در مرحله بعد، محققان قصد دارند تکنیک خویش را با هدف پیش بینی نه فقط زمان تشدید فعالیت خورشیدی، بلکه محل تشکیل مناطق فعال سطح خورشید بیشتر بهبود بخشند.
این مطالعه در Astrophysical Journal Letters انتشار یافته است.
به اجمال، بر طبق این نظریه، یک ژنراتور الکتریکی به شکل طبیعی در فضای داخلی خورشید وجود دارد که به پیروی از قوانین آمپر، فارادی و اهم و همچنین قوانین دینامیک شاره ها که در کنار هم قوانین مگنتوهیدرودینامیک را می سازند، جریان های الکتریکی و یک میدان مغناطیسی را در اطراف خورشید تولید می کنند. در این مطالعه، محققان به شکل متفاوتی به این مسئله نزدیک شدند. این مطالعه در Astrophysical Journal Letters انتشار یافته است.
منبع: websec.ir
اگر پسندیدید لاک کنید:
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان سایت امن در مورد این مطلب