اسرار میدان‌های مغناطیسی خورشید

به گزارش مهر، دانشمندان از قرن هجدهم می‌دانستند که خورشید به طور منظم و طی یک دوره 11 ساله شاهد افزایش و کاهش فعالیت می‌شود اما هرگز نتوانسته بودند چگونگی ایجاد این چرخه را توضیح دهند.

در عصر اطلاعات، شناخت فعالیت مغناطیسی خورشید اهمیت زیادی یافت چرا که تغییرات آن موجب بروز پدیده " آب و هوای فضایی" از جمله شعله‌ها و فوران تاجی خورشید می‌شود.

وقتی سمت و سوی این وضعیت آب و هوایی در جهت زمین باشد می‌تواند به ماهواره‌ها و فضانوردان ایستگاه بین المللی فضایی آسیب وارد کرده و شبکه‌های برق بر روی زمین را قطع کند.

این تحقیقات توضیح می‌دهد چگونه ماهیت چرخشی این میدان‌های مغناطیسی بزرگ مقیاس شکل می‌گیرد و راه حلی را برای معادلات ریاضی حاکم بر سیالات و الکترو مغناطیس یک جرم اختر فیزیکی بسیار بزرگ، فراهم می‌کند.

این ساز و کار که به آن دینامو گفته می‌شود راه حلی را برای مجموعه کاهش یافته از معادلات عرضه می‌کند که نخستین بار در دهه 1950 ارائه شد که می‌تواند این نوسانات منظم را توضیح دهد اما به نظر می‌رسد وقتی در مورد اجسامی با رسانایی الکتریکی بالا به کار گرفته می‌شود، کارایی خود را از دست می‌دهد.

این ساز و کار، اثر شکست جنبش و حرکت توده گاز یونیزه شده موسوم به پلاسما که خورشید را شکل داده است در نظر می‌گیرد.

پیش از این گفته می‌شد، دیناموها برای اجرام بزرگ و بسیار رسانا مانند خورشید توسط نوسانات کوچک مقیاس در میدان مغناطیسی، در هم می‌شکنند.

پروفسور استیو توبیاس، از دانشکده ریاضی دانشگاه لیدز و از مجریان این طرح گفت: در اینجا ساز و کار جدیدی را نشان دادیم که شامل جریان شکست بود که برای مرطوب سازی این تغییرات کوک مقیاس عمل می‌کند و نشان دهنده الگوی بزرگ مقیاس غالب بود.

علاوه بر این، این ساز و کار می‌تواند برای توصیف دیگر اجرام اخترفیزیکی چرخان با میدان‌های مغناطیسی بزرگ مقیاس مانند کهکشان‌ها استفاده شود.

این دینامو با استفاده از شبیه سازی و با به کارگیری تجهیزات رایانه‌ای پیشرفته در دانشگاه لیدز ساخته شده است.

پروفسور فاستو کاتانو از دانشگاه شیکاگو گفت: دست یابی به این حقیقت 50 سال طول کشید و ابر رایانه‌های بزرگ چگونگی پیچیدگی فرایند دینامو را نشان دادند.

وجود این لکه‌ها بر روی خورشید از قرن‌ها پیش شناسایی شده بود اما تحلیل‌های بیشتر پس از ابداع تلسکوپ در قرن 16 توسط گالیله انجام شد.

با این حال ماهیت چرخشی آنها با دوره‌های فعالیت بالا (لکه‌های خورشیدی زیاد) و فعالیت اندک (لکه‌های خورشیدی کمتر) تا قرن هجدهم شناسایی نشده بود.

در آغاز قرن بیستم بود که این لکه‌های خورشیدی به عنوان نتیجه میدان مغناطیسی خورشید معرفی شدند.

از آن زمان تلاش‌های بسیاری صورت گرفت تا مشخص شود چه فرایندهایی به شکل گیری این لکه‌های خورشیدی کمک کرده و منشا رفتار چرخه‌ای آنها چیست.