پارکر در سال ۲۰۱۸ برای مطالعه گرمایش تاج خورشیدی و بررسی عواملی که باد یا طوفان خورشیدی را شتاب می‌دهند، به سوی خورشید پرتاب شد.

اکنون در مطالعه جدیدی که مشاهدات و داده‌های دسامبر سال ۲۰۲۱ پارکر را بررسی کرده مشخص شده است این کاوشگر با نزدیک شدن بی‌سابقه به خورشید و سنجش ذرات و میدان‌های مغناطیسی جو فوقانی ستاره منظومه شمسی، موفق شده منشاء بادهای خورشیدی سریع را بیابد.

بادهای خورشیدی جریانی از ذرات بسیار باردار هستند که از اتمسفر بیرونی خورشید(تاج خورشید) ساطع و در سراسر منظومه شمسی پخش می‌شوند. بادهای خورشیدی سریع چندین دهه بود که برای پژوهشگران و ستاره شناسان به شکل یک معما باقی مانده بودند.

در یک مقاله منتشر شده در این هفته، گروهی از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا برکلی و دانشگاه مریلند-کالج پارک، در مورد منبع جالب این بادهای خورشیدی قدرتمند گزارش دادند.

منبع بادهای خورشیدی سریع

کاوشگر خورشیدی پارکر ساختارهای باریک پلاسمایی را هنگامی که به حدود هشت میلیون کیلومتری از سطح خورشید نزدیک شد، مشاهده کرد. به نظر می‌رسد که این جریان‌ها توسط میدان‌های مغناطیسی کنترل می‌شوند که به نقاط سرد خورشید معروف به «حفره‌های تاجی» باز می‌گردند.

حفره‌های تاجی نقاط وسیعی در سطح خورشید هستند که در آن خطوط میدان مغناطیسی به عقب نمی‌چرخند، اما در عوض، خطوط میدان بازی ایجاد می‌کنند که به سرعت به فضا می‌روند.

به زبان ساده، این حفره‌ها ذرات پرسرعتی را مانند آبی که از سردوش بیرون می‌پاشد، از خورشید ساطع می‌کنند.

این فواره‌های ذرات به صورت نقاط روشن موقتی روی سطح خورشید ظاهر می‌شوند و محل عبور میدان مغناطیسی به داخل و خارج از فوتوسفر(سطح مرئی خورشید) را برجسته می‌کنند.

بر اساس این مطالعه، زمانی که میدان‌های مغناطیسی از مخالف جهت یکدیگر در این قیف‌های سطح خورشید عبور می‌کنند، شکسته و دوباره به هم متصل می‌شوند و در نتیجه ذرات باردار را به بیرون از خورشید می‌فرستند.

استوارت دی بیل، استاد فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا برکلی در بیانیه‌ای گفت: نتیجه‌گیری بزرگ این است که این اتصال مجدد مغناطیسی در این ساختارهای قیفی است که منبع انرژی بادهای سریع خورشیدی را فراهم می‌کند.

وی افزود: این از همه جای یک حفره تاجی نمی‌آید، بلکه در حفره‌های تاجی از این بسته‌های کوچک انرژی مغناطیسی می‌آید که با جریان‌های همرفتی مرتبط است. ما فکر می‌کنیم که نتایج ما شواهد محکمی است که نشان می‌دهد همین ارتباط و اتصال مجدد است که این کار را انجام می‌دهد.

این یعنی پارکر ذرات بسیار پرانرژی را مشاهده کرده که با سرعتی در حدود ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سریع‌تر از باد خورشیدی حرکت می‌کردند که به این معنی است که باد سریع خورشیدی ناشی از اتصال مجدد میدان مغناطیسی است که از این حفره‌ها شلیک شده است.

چرا مطالعه بادهای خورشیدی ضروری است؟

درک چگونگی و مکان منشأ بادهای خورشیدی برای پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی و آب و هوای فضا بسیار مهم است. این طوفان‌های خورشیدی که از ذرات باردار تشکیل شده‌اند، با جو زمین ترکیب می‌شوند و شفق‌های قطبی دیدنی ایجاد می‌کنند. با این حال، طوفان‌های قوی ممکن است باعث از کار افتادن ماهواره‌ها و تمام سیستم‌های الکتریکی و مخابراتی روی زمین شود.

جیمز دریک از دانشگاه مریلند-کالج پارک می‌گوید: بادهای خورشیدی اطلاعات زیادی را از خورشید به زمین منتقل می‌کنند، بنابراین درک مکانیسم پشت این بادها مهم است. این شناخت بر توانایی ما برای درک چگونگی آزاد شدن انرژی خورشید و ایجاد طوفان‌های ژئومغناطیسی که تهدیدی برای شبکه‌های ارتباطی ما هستند، تاثیر می‌گذارد.

دانشمندان با این کشف، یک قدم به درک بهتر پویایی پیچیده سطح متلاطم ستاره ما نزدیکتر شده‌اند.

نتایج این پژوهش در مجله «نیچر»(Nature) منتشر شده است.