مشاهده لحظات آغازین تشکیل شراره خورشیدی
ستاره مادر ما، خورشید، همیشه ما را مجذوب و متحیر کرده است. اکنون دستاورد جدیدی از تلسکوپ خورشیدی «دانیل کی اینوی» (Daniel K. Inouye) واقع در جزیره مائویی هاوایی، نگاهی اجمالی به قلب آتشین منظومه شمسی ما ارائه داده است.
ستاره‌شناسان با استفاده از این تلسکوپ، تصاویری با بالاترین وضوح از یک شراره خورشیدی در طول موج H-alpha (۶۵۶.۲۸ نانومتر) ثبت کرده‌اند که کوچکترین حلقه‌های تاجی را که تاکنون تصویربرداری شده است، آشکار می‌کند.
تلسکوپ خورشیدی «دانیل کی اینوی» یا (DKIST) یک مرکز علمی برای مطالعه و بررسی خورشید در رصدخانه هالیکالا در جزیره مائوئی هاوایی است. این تلسکوپ تا سال ۲۰۱۳ به عنوان تلسکوپ خورشیدی پیشرفته فناوری (ATST) شناخته شده بود و از آن زمان به بعد به نام «دانیل کی اینوی»، سناتور ایالات متحده در هاوایی نام‌گذاری شد. این بزرگترین تلسکوپ خورشیدی جهان با دیافراگم ۴ متری است. تصویر‌های آزمایشی این تلسکوپ در ژانویه ۲۰۲۰ منتشر شد.
رصد‌های روزمره علمی پس از اتمام ساخت و ساز در ژوئیه سال ۲۰۲۰ آغاز شد و هزینه‌های آن توسط بنیاد ملی علوم آمریکا تأمین می‌شود و توسط رصدخانه ملی خورشیدی اداره می‌شود.
این تلسکوپ کانون همکاری مؤسسات تحقیقاتی متعددی استکه می‌تواند خورشید را در طول موج‌های مرئی تا فروسرخ نزدیک به قابل رویت مشاهده کند و دارای یک آینه اصلی ۴٫۲۴ متری است که دیافراگم ۴ متری روشن و بدون مانع را ارائه می‌دهد.
این تلسکوپ در تاریخ ۸ اوت ۲۰۲۴ تصویری از یک شراره خورشیدی کلاس X۱.۳ ثبت کرد. این تصویر که در مرحله فروپاشی شراره گرفته شده است، رشته‌های حلقه تاجی تاریک را نشان می‌دهد.
کول تامبوری (Cole Tamburri)، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: این اولین باری است که تلسکوپ خورشیدی اینوی یک شراره کلاس X را مشاهده کرده است.
وی افزود: این شراره‌ها از جمله پرانرژی‌ترین رویداد‌هایی هستند که ستاره ما تولید می‌کند و ما خوش‌شانس بودیم که این شراره را در شرایط رصدی عالی مشاهده کردیم.
این پیشرفت به عنوان یک لحظه برجسته در علم خورشیدی مورد ستایش قرار می‌گیرد و به محققان این امکان را می‌دهد که سرانجام خورشید را در مقیاسی که قبلاً غیرقابل تصور بود، ببینند.
کوچکترین حلقه‌های تاجی
حلقه‌های تاجی، قوس‌های غول‌پیکری از پلاسمای فوق داغ هستند که توسط میدان مغناطیسی خورشید هدایت می‌شوند.
این حلقه‌ها می‌توانند قبل از شراره‌های خورشیدی ناشی از پیچش و پارگی خطوط میدان مغناطیسی ایجاد شوند و انفجاری از انرژی آزاد کنند. این انرژی به نوبه خود می‌تواند طوفان‌های خورشیدی را که ممکن است بر زیرساخت‌های زمین تأثیر بگذارند، تقویت کند.
ستاره‌شناسان برای مطالعه این پدیده‌ها از تلسکوپ‌های تخصصی مانند اینوی برای مشاهده نور خورشید در طول موج‌های خاص مانند H-alpha که جزئیات غیرقابل مشاهده را آشکار می‌کند، استفاده می‌کنند.
ستاره‌شناسان بر حلقه‌های مغناطیسی کوچک بالای روبان‌های شراره‌های خورشیدی تمرکز کردند. این حلقه‌ها، قوس‌های پلاسما در امتداد خطوط میدان مغناطیسی خورشید، به طول ۲۱ کیلومتر و با عرض متوسط ۴۸.۲ کیلومتر اندازه‌گیری می‌شوند. این امر آنها را به کوچکترین حلقه‌های تاجی که تاکنون تصویربرداری شده‌اند، تبدیل می‌کند و گامی بزرگ در درک مقیاس بنیادی این ساختار‌ها است.
این تصاویر، حلقه‌های تاریک و نخ‌مانندی را نشان می‌دهند که به زیبایی در چیزی شبیه به یک طاق درخشان قوس می‌زنند. همچنین روبان‌های شراره‌ای روشن با جزئیات دقیق در این تصویر حک شده‌اند.
محققان بیشتر از این ایده هیجان‌زده هستند که این حلقه‌ها ممکن است ساختار‌های ابتدایی و اجزای منفردی باشند که کل شراره را تشکیل می‌دهند.
تامبوری می‌گوید: اگر چنین باشد، ما فقط دسته‌های حلقه‌ها را درک نمی‌کنیم، بلکه ما برای اولین بار حلقه‌های جداگانه را درک می‌کنیم. مثل این است که از دیدن یک جنگل به دیدن ناگهانی هر درخت برسیم.
استفاده از ابزار‌های پیشرفته
ستاره‌شناسان برای ثبت تصاویر از تصویرگر پهن‌باند مرئی (VBI) اینوی استفاده کردند که به فیلتر H-alpha مجهز بود.
جالب اینجاست که این فیلتر می‌تواند ویژگی‌های خورشیدی به کوچکی ۲۴ کیلومتر را تفکیک کند. این باعث می‌شود که بیش از دو و نیم برابر واضح‌تر از هر تلسکوپ خورشیدی دیگری باشد.
تیم تحقیقاتی در ابتدا قصد داشت جنبه‌های دیگری از خورشید را مطالعه کند، اما داده‌های VBI این گنجینه‌های غیرمنتظره را که ساختار‌های تاجی فوق‌العاده ظریف هستند، آشکار کرد.
این کشف که توسط دانشمند ماریا کازاچنکو (Maria Kazachenko) به عنوان جذاب‌تر از هدف اولیه توصیف شده است، اطلاعات ارزشمندی را ارائه می‌دهد که می‌تواند مستقیماً مدل‌های پیچیده شراره را بهبود بخشد.
نظریه دیرینه مبنی بر اینکه حلقه‌های تاجی ۱۰ تا ۱۰۰ کیلومتر عرض دارند، تاکنون از طریق مشاهده قابل تأیید نبود. تامبوری می‌گوید: ما بالاخره به مقیاس‌های فضایی که سال‌ها در مورد آنها گمانه‌زنی می‌کردیم، نگاه می‌کنیم.
وی افزود: این موضوع، دریچه‌ای را برای مطالعه نه تنها اندازه آنها، بلکه شکل، تکامل و حتی مقیاس‌هایی که اتصال مجدد مغناطیسی (موتور محرک شراره‌ها) در آنها رخ می‌دهد، باز می‌کند.
این درک جدید از ساختار مغناطیسی خورشید می‌تواند به پیش‌بینی‌های بهتر آب و هوای فضا منجر شود.
