کشف منبع مرموز انفجارهای رادیویی خورشیدی

بر اساس یک مطالعه جدید، یک انفجار رادیویی خورشیدی با الگوی سیگنال، شبیه به ضربان قلب، در جو خورشید کشف شده است.

به گزارش تکناک، محققان می گویند محل منبع سیگنال رادیویی را از درون یک شعله خورشیدی کلاس C که از 5000 کیلومتر بالاتر از سطح خورشید می‌آید به دست آورده اند.

یافته‌های این مطالعه می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا فرآیندهای فیزیکی پشت رها شدن انرژی شعله‌های خورشیدی که قوی‌ترین انفجارهای منظومه شمسی هستند را بهتر درک کنند.

سیجی یو، نویسنده مسئول این مطالعه و ستاره شناس وابسته به مرکز تحقیقات خورشیدی-زمینی NJIT، گفت: این کشف غیرمنتظره است. این الگوی ضربان برای درک چگونگی آزاد شدن و اتلاف انرژی در جو خورشید که طی انفجارهای فوق‌العاده قدرتمند در خورشید پدید می آیند مهم است. با این حال، منشأ این الگوهای تکراری که به آنها تپش‌های شبه دوره ای نیز گفته می‌شود، از دیرباز یک راز و منبع بحث در بین فیزیکدانان خورشیدی بوده است.

انفجارهای رادیویی خورشیدی انفجارهای شدید امواج رادیویی از خورشید هستند که اغلب با شراره های خورشیدی مرتبط هستند و مشخص شده است که سیگنال هایی با الگوهای تکرار شونده دارند.

این تیم پس از مطالعه مشاهدات مایکروویو از یک رویداد زبانه خورشیدی که در 13 ژوئیه 2017، که توسط تلسکوپ رادیویی NJIT به نام (EOVSA) در رصدخانه (OVRO)، نزدیک بیگ پاین، کالیفرنیا گرفته شده بود، توانست منبع این سیگنال های الگو را کشف کند.

EOVSA به طور معمول خورشید را در طیف وسیعی از فرکانس‌های مایکروویو بیش از 1 تا 18 گیگاهرتز (گیگاهرتز) مشاهده می‌کند و به تشعشعات رادیویی ساطع شده از الکترون‌های پرانرژی در جو خورشید حساس است که در شعله‌های خورشیدی انرژی می‌گیرند.

به گفته نویسنده برجسته این مطالعه، یوانکون کو دانشجوی دکترای دانشگاه نانجینگ (NJU) بر اساس مشاهدات EOVSA از شعله، تیم تحقیقاتی فوران های رادیویی را کشف کردند که دارای الگوی سیگنالی است که هر 10 تا 20 ثانیه تکرار می شود، “مانند ضربان قلب”.

این تیم یک سیگنال قوی شبه تناوبی (QPP) را در پایه ورق جریان الکتریکی شناسایی کردند که بیش از 25000 کیلومتر در منطقه شعله ور هسته فوران کشیده شده است، در این منطقه خطوط میدان مغناطیسی متضاد به یکدیگر نزدیک می شوند، شکسته می شوند و دوباره وصل می شوند و انرژی شدیدی تولید می کنند.

اما در کمال تعجب، کو می گوید که آنها ضربان قلب دوم را در زبانه خورشیدی کشف کردند.

کو گفت: الگوهای تکراری برای انفجارهای رادیویی خورشیدی غیرمعمول نیست. اما جالب اینجاست که یک منبع ثانویه وجود دارد که ما انتظار نداشتیم در امتداد صفحه جریان کشیده قرار داشته باشد و به شکلی مشابه منبع اصلی QPP پالس بفرستد.

یو افزود: سیگنال‌ها احتمالاً از اتصالات مغناطیسی شبه تکراری در صفحه جریان شعله ور می‌آیند. این اولین بار است که یک سیگنال رادیویی شبه دوره ای واقع در ناحیه اتصال مجدد شناسایی شده است. این تشخیص می تواند به ما کمک کند تا مشخص کنیم کدام یک از این دو منبع باعث تشکیل منبع دیگر شده است.

این تیم با استفاده از قابلیت‌های منحصر به فرد تصویربرداری مایکروویو EOVSA، توانستند طیف انرژی الکترون‌ها را در دو منبع رادیویی در این رویداد اندازه‌گیری کنند.

تصویربرداری طیفی EOVSA تشخیص‌های جدیدی را از نظر مکانی و زمانی از الکترون‌های غیرحرارتی شعله‌ور به ما داد. بن چن، استاد فیزیک در NJIT و یکی از نویسندگان مقاله گفت: ما دریافتیم که توزیع الکترون‌های پرانرژی در منبع اصلی QPP در مقایسه با منبع ثانویه QPP در صفحه جریان الکترونیکی در فاز متفاوتی است. این یک نشانه قوی است که دو منبع QPP نزدیک به هم مرتبط هستند.

اعضای تیم در ادامه تحقیقات خود، مدل‌سازی عددی 2.5 بعدی شعله‌های خورشیدی را به رهبری نویسنده دیگر مقاله شین چنگ استاد نجوم در NJU، انجام دادند. این کار با انجام مشاهدات بر روی پرتوی ایکس نرم منتشر شده از شراره های خورشیدی توسط ماهوارهGOES NOAA ، که شار) flux  (نرم اشعه ایکس را از جو خورشید در دو باند انرژی مختلف اندازه گیری می کرد انجام شد.

چنگ گفت: ما می خواستیم بدانیم تناوب در صفحه جریان چگونه رخ می دهد. فرآیند فیزیکی که باعث تناوب می شود چیست و چگونه با تشکیل QPP ها ارتباط دارد؟

تجزیه و تحلیل این تیم نشان داد که جزایر مغناطیسی یا ساختارهای حباب مانندی وجود دارند که در صفحه جریان شکل می‌گیرند و به‌طور شبه دوره‌ای به سمت ناحیه شعله‌ور شدن حرکت می‌کنند.

چنگ توضیح داد: ظاهر جزایر مغناطیسی نقش کلیدی در تنظیم نرخ آزاد شدن انرژی در طول این فوران دارد. چنین فرآیند آزادسازی انرژی شبه دوره ای منجر به تولید مکرر الکترون های پرانرژی می شود که به صورت QPP در امواج مایکروویو و طول موج های پرتو ایکس نرم ظاهر می شود.

در نهایت، یو می‌گوید که یافته‌های این مطالعه، اطلاعات تازه‌ای را در مورد زبانه های خورشیدی ارائه می دهد. ما در نهایت منشأ QPP ها در شراره های خورشیدی را در نتیجه اتصال مجدد دوره ای در صفحه جریان شعله ور مشخص کرده ایم. این مطالعه باعث بررسی مجدد تفاسیر رویدادهای QPP گزارش شده قبلی و پیامدهای آنها بر شراره های خورشیدی می شود.