کشف بی‌سابقه کوچکترین حلقه‌های تاجی خورشید با تلسکوپ اینوی

خورشید، ستاره حیات‌بخش منظومه شمسی، همواره منبع شگفتی و الهام برای بشر بوده است. اکنون، با پیشرفت‌های خیره‌کننده در علم نجوم، تلسکوپ خورشیدی «دانیل کی اینوی» (Daniel K. Inouye) در جزیره مائوئی هاوایی، پرده از رازهای جدیدی در قلب آتشین ستاره ما برداشته است. این دستاورد علمی، نگاهی بی‌سابقه به پدیده‌های خورشیدی ارائه می‌دهد که پیش از این درک آن‌ها غیرممکن به نظر می‌رسید.

ثبت تصاویر با بالاترین وضوح از شراره‌های خورشیدی

ستاره‌شناسان با بهره‌گیری از قابلیت‌های بی‌نظیر تلسکوپ اینوی، موفق به ثبت تصاویری با بالاترین وضوح از یک شراره خورشیدی در طول موج H-alpha (656.28 نانومتر) شده‌اند. این تصاویر، کوچکترین حلقه‌های تاجی را که تاکنون مشاهده شده‌اند، آشکار می‌کنند و دریچه‌ای نو به سوی درک عمیق‌تر دینامیک خورشید می‌گشایند.

تلسکوپ خورشیدی دانیل کی اینوی: غول رصدی جهان

تلسکوپ خورشیدی «دانیل کی اینوی» که با نام اختصاری DKIST نیز شناخته می‌شود، یک مرکز علمی پیشرفته برای مطالعه خورشید در رصدخانه هالیکالا در جزیره مائوئی هاوایی است. این تلسکوپ که تا سال ۲۰۱۳ با نام ATST شناخته می‌شد، به افتخار سناتور فقید ایالات متحده، دانیل کی اینوی، نام‌گذاری شد. با دیافراگم ۴ متری، اینوی بزرگترین تلسکوپ خورشیدی جهان محسوب می‌شود. تصاویر آزمایشی آن در ژانویه ۲۰۲۰ منتشر شد و رصدهای علمی روزمره پس از اتمام ساخت و ساز در ژوئیه ۲۰۲۰ آغاز گردید. هزینه‌های این پروژه توسط بنیاد ملی علوم آمریکا تأمین و توسط رصدخانه ملی خورشیدی اداره می‌شود.

کول تامبوری، نویسنده ارشد این مطالعه، اظهار داشت: «این اولین باری است که تلسکوپ خورشیدی اینوی یک شراره کلاس X را مشاهده کرده است. 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 تلسکوپ قادر است 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. در تاریخ ۸ اوت ۲۰۲۴، اینوی تصویری از یک شراره خورشیدی کلاس X1.3 ثبت کرد که رشته‌های حلقه تاجی تاریک را در مرحله فروپاشی شراره نشان می‌دهد.

کوچکترین حلقه‌های تاجی: کشفی بی‌نظیر

حلقه‌های تاجی، قوس‌های غول‌پیکری از پلاسمای فوق داغ هستند که توسط میدان مغناطیسی خورشید هدایت می‌شوند. این حلقه‌ها می‌توانند قبل از شراره‌های خورشیدی، که ناشی از پیچش و پارگی خطوط میدان مغناطیسی هستند، ایجاد شده و انفجاری از انرژی آزاد کنند. این انرژی به نوبه خود می‌تواند طوفان‌های خورشیدی را تقویت کند که ممکن است بر زیرساخت‌های زمین تأثیر بگذارند.

ستاره‌شناسان با تمرکز بر حلقه‌های مغناطیسی کوچک بالای روبان‌های شراره‌های خورشیدی، به نتایج شگفت‌انگیزی دست یافتند. این حلقه‌ها، که قوس‌های پلاسما در امتداد خطوط میدان مغناطیسی خورشید هستند، به طول ۲۱ کیلومتر و با عرض متوسط ۴۸.۲ کیلومتر اندازه‌گیری شده‌اند. این ابعاد، آن‌ها را به کوچکترین حلقه‌های تاجی که تاکنون تصویربرداری شده‌اند، تبدیل می‌کند و گامی بزرگ در درک مقیاس بنیادی این ساختارها است.

تصاویر ثبت شده، 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 معتقدند که این حلقه‌ها ممکن است ساختارهای ابتدایی و اجزای منفردی باشند که کل شراره را تشکیل می‌دهند.

تامبوری توضیح می‌دهد: «اگر چنین باشد، ما فقط دسته‌های حلقه‌ها را درک نمی‌کنیم، بلکه برای اولین بار حلقه‌های جداگانه را درک می‌کنیم. مثل این است که از دیدن یک جنگل به دیدن ناگهانی هر درخت برسیم.»

ابزارهای پیشرفته و آینده آب و هوای فضا

برای ثبت این تصاویر، ستاره‌شناسان از تصویرگر پهن‌باند مرئی (VBI) تلسکوپ اینوی استفاده کردند که به فیلتر H-alpha مجهز بود. این فیلتر می‌تواند ویژگی‌های خورشیدی به کوچکی ۲۴ کیلومتر را تفکیک کند که بیش از دو و نیم برابر واضح‌تر از هر تلسکوپ خورشیدی دیگری است.

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 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. 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.