راز لکه‌های خورشیدی کشف شد!
لکه‌های خورشیدی که ناشی از فعالیت‌های مغناطیسی شدید سطح خورشید هستند، بسیار پویا و فعال هستند. ویژگی‌ها و خصوصیات رنگارنگ این لکه‌های خورشیدی باعث شده که فیزیک‌دانان خورشیدی، سالیان درازی را صرف شناسایی و درک آنها با تمام جزئیات کنند.
لکه های خورشیدی نواحی بر روی سطح خورشید هستند که به وسیله فعالیت‌های شدید مغناطیسی به وجود می‌آیند و مانع از انتقال گرما می‌شوند. مهمترین علت وجود لکه ها، قوی شدن میدان مغناطیسی روی سطح خورشید است. این میدان مغناطیسی باعث به وجود آمدن نیرویی به سمت بیرون می شود و آنقدر قوی است که اثر گرانش ستاره را خنثی می کند. در جاهای دیگر سطح خورشید که لکه ای وجود ندارد، نیروی گرانش را فشار گاز داغ خنثی می کند. یعنی فشار گاز داغ می خواهد گاز را منبسط کند و گاز می خواهد به سمت بیرون برود، در صورتی که گرانش می خواهد این گاز را به درون ستاره بکشد. در جاهایی که لکه وجود دارد، میدان مغناطیسی به کمک فشار گاز می آید. یعنی بر خلاف نیروی گرانش عمل می کند به همین دلیل ما به فشار کمی نیاز داریم. همین فشار کم باعث پایین آمدن دمای لکه می شود و لکه نسبت به مناطق دیگر ستاره کم دماتر دیده می شود.
در آخرین تلاش دانشمندان برای درک بهتر این لکه‌ها، گروهی از محققان در سال 2010 / 1389 یک لکه خورشیدی را که قطر آن از زمین هم بیشتر بود، مورد مطالعه قرار دادند. این گروه به سرپرستی گوران شارمر از دانشگاه استکهلم و موسسه فیزیک خورشیدی فرهنگستان علوم سوئد، با استفاده از تلسکوپ خورشیدی یک متری سوئد واقع در جزایر قناری اسپانیا، حرکت پلاسما را در این لکه خورشیدی اندازه‌گیری کردند. نتایج این تحقیق که در شماره اخیر مجله ساینس به چاپ رسیده، از ویژگی جدیدی از فعالیت‌های درونی این لکه‌های خورشیدی پرده برداشته است.
شارمر و همکارانش دریافتند که پلاسمای درون نیم‌سایه -ناحیه رشته‌مانند اطراف لکه خورشیدی که سایه تاریک مرکزی را احاطه کرده- چرخشی عمودی دارد که در نواحی مختلفی با سرعت نزدیک به یک کیلومتر بر ثانیه (بیش از 3500 کیلومتر در ساعت) بالا و پایین می‌رود. برای این‌که درک بهتری از لکه خورشیدی داشته باشید، لکه خورشیدی را مانند چشم انسان در نظر بگیرید که در آن، ناحیه سایه همانند مردمک و ناحیه نیم‌سایه همانند عنبیه خواهد بود. این افت و خیزها مدرکی دال بر جریان‌های همرفتی در نیم‌سایه هستند. این پدیده پیش از این توسط شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای دینامیک لکه‌های خورشیدی پیش‌بینی شده بود، اما تا پیش از این وجود آن به صورت مشاهده مستقیم اثبات نشده بود. نحوه رخ دادن همرفت به این صورت است که پلاسمای داغ از نواحی زیرین خورشید بالا می‌آید، گرمای خود را ساطع می‌کند و مجددا در اثر سرد شدن به درون خورشید فرو می‌رود.
به نظر می‌رسد که این همرفت دقیقا مربوط به جریان اِورشِد (Evershed Flow) باشد؛ جریانی از پلاسما که با سرعت چند کیلومتر بر ثانیه، به صورت افقی از بخش درونی نیم‌سایه به سمت خارج جریان می‌یابد. این پدیده به افتخار اخترشناس انگلیسی جان اورشد نام‌گذاری شده که آن را در سال 1909 / 1288 کشف کرد. بر اساس نتایج مطالعه جدید، اثر اورشد در واقع مولفه افقی و به سمت خارج این جریان همرفت عمودی در نیم‌سایه خورشید است.
لکه ها درحدود 5%سطح خورشید را پوشانده اند و ابعاد آن ها بسیار زیاد است، اما دربرابر خورشید بسیار کوچک هستند. اندازه آن ها در مقایسه با کره زمین در حدود چند ده برابر است به طوریکه در داخل هر لکه چندین کره زمین جای می گیرد. هر چه لکه بزرگتر باشد طول عمر بیشتری دارد. طول عمر یک لکه ممکن است آنقدر زیاد باشد که به کمک آن دوران خورشید را تشخیص دهیم. یعنی همچنان که خورشید به دور خود می چرخد،شاهد حرکت لکه روی سطح آن باشیم. درواقع به کمک همین لکه ها می فهمیم که سرعت دوران خورشید در تمام عرض های جغرافیایی یکسان نیست. در استوا خورشید بسیار تندتر به دور خود می چرخد ولی در قطبین این چرخش به نسبت کندتر است.
فرآوری: م.ح.اربابی فر
بخش دانش و زندگی تبیان
منبع:
به نقل از خبرآنلاین
scientificamerican.com
