1

از زمانی که بشر شروع به رصد خورشید کرده است، همیشه آن را تقریباً از یک زاویه ثابت یعنی رو‌به‌رو و در امتداد خط استوای آن مشاهده کرده‌ایم. دلیل این موضوع این است که زمین، سایر سیارات و تمامی فضاپیماهایی که تاکنون به فضا فرستاده‌ایم، در همان صفحه تخت به نام دایره‌البروج به دور خورشید می‌چرخند.

اما این زاویه دید کامل نیست و بخش‌هایی از خورشید را در هاله‌ای از ابهام باقی گذاشته است؛ به‌خصوص قطب‌های خورشید. حالا این وضعیت در حال تغییر است.

اولین نگاه به قطب‌های خورشید با Solar Orbiter

به لطف تغییر در مدار، فضاپیمای Solar Orbiter برای اولین بار توانسته است تصاویری از قطب‌های خورشید، خارج از دایره‌البروج ثبت کند.

ثبت اولین تصویر از قطب جنوب خورشید

در تاریخ ۲۳ مارس ۲۰۲۵، این فضاپیما به زاویه‌ای معادل ۱۷ درجه زیر استوای خورشید رسید و از این موقعیت توانست مستقیماً به قطب جنوب خورشید نگاه کند.

در سال‌های آینده، این فضاپیما به تدریج زاویه میل مداری خود را افزایش خواهد داد تا نماهای شفاف‌تر و دقیق‌تری ارائه دهد.

پروفسور «کارول ماندل»، مدیر علمی آژانس فضایی اروپا (ESA) در این‌باره گفت:

«امروز برای نخستین بار در تاریخ، دید بشر به قطب‌های خورشید را آشکار می‌کنیم. خورشید نزدیک‌ترین ستاره به ما است، منبع حیات است و می‌تواند تهدیدی برای سیستم‌های مدرن فضایی و زمینی باشد. بنابراین، درک عملکرد آن و پیش‌بینی رفتارهایش امری ضروری است. این نماهای منحصر‌به‌فرد از مأموریت Solar Orbiter، آغاز عصری جدید در علم خورشیدی است.»

ابزارهای پیشرفته برای ثبت تصاویر خورشید

تصاویر به‌دست‌آمده در روزهای ۱۶ و ۱۷ مارس، دقیقاً پیش از رسیدن فضاپیما به حداکثر زاویه، توسط سه ابزار مختلف ثبت شده‌اند:

• تصویرگر قطبی‌سنج و هلیوسیسکمیک (PHI)
• تصویرگر فرابنفش شدید (EUI)
• تصویرگر طیفی محیط تاج خورشیدی (SPICE)

این ابزارها در کنار هم، تصویری چندلایه و جامع از خورشید ارائه می‌دهند.

ابزارها چه چیزی را مشاهده کردند؟

هر یک از این ابزارها زاویه دید متفاوتی از فعالیت‌های خورشیدی را فراهم می‌کنند.

ابزار PHI

تصاویر مرئی از سطح خورشید و نقشه‌های میدان مغناطیسی آن را ثبت می‌کند.

ابزار EUI

نور فرابنفش ساطع‌شده از تاج داغ خورشید را دریافت می‌کند و ساختارهای این لایه را آشکار می‌سازد.

ابزار SPICE

تشعشعات مناطق مختلف دمایی بالای سطح خورشید را ثبت می‌کند و حرکت گازهای خورشیدی را در لایه‌های مختلف به تصویر می‌کشد.

پروفسور «سامی سولانکی»، سرپرست تیم PHI گفت:

«ما دقیقاً نمی‌دانستیم از این مشاهدات اولیه چه چیزی انتظار داشته باشیم؛ قطب‌های خورشید واقعاً سرزمین‌های ناشناخته هستند.»

ترکیب داده‌ها برای روایت کامل‌تر

با ترکیب داده‌های مختلف، دانشمندان می‌توانند مسیر حرکت مواد را در لایه‌های بیرونی خورشید ردیابی کنند. حتی الگوهای چرخشی شبیه گرداب‌های قطبی – مشابه پدیده‌هایی که در زهره و زحل مشاهده شده‌اند – در حال شناسایی هستند.

آشفتگی مغناطیسی در قطب خورشید

یکی از یافته‌های اولیه جالب، وضعیت به‌هم‌ریخته میدان مغناطیسی در نزدیکی قطب جنوب خورشید است.

در حالت عادی، میدان مغناطیسی دارای دو قطب مشخص شمال و جنوب است اما ابزار PHI هر دو قطب را به طور هم‌زمان در یک منطقه شناسایی کرده است.

این وضعیت ترکیبی تنها در دوره اوج چرخه خورشیدی، زمانی که میدان مغناطیسی خورشید وارونه می‌شود، رخ می‌دهد. پس از این دوره، معمولاً یک قطب مغناطیسی غالب در هر منطقه پایدار می‌شود.

پروفسور سولانکی گفت:

«چگونگی شکل‌گیری این وضعیت هنوز کاملاً درک نشده است. بنابراین، فضاپیمای Solar Orbiter در زمان مناسبی به عرض‌های جغرافیایی بالا رسیده است تا این فرآیند را از نزدیک و از زاویه‌ای منحصربه‌فرد دنبال کند.»

نقشه میدان مغناطیسی خورشید

تصویر سراسری PHI نشان می‌دهد که بیشترین فعالیت مغناطیسی در نوارهایی در اطراف استوای خورشید رخ می‌دهد. این مناطق با رنگ‌های قرمز و آبی تیره مشخص شده‌اند و محل ظهور لکه‌های خورشیدی هستند.

در مقابل، قطب‌ها دارای لکه‌های پراکنده با قطبیت‌های مختلف هستند که نشانه‌ای از آشفتگی مداوم مغناطیسی خورشید است.

ردیابی حرکت گازها توسط SPICE

یکی دیگر از دستاوردهای مهم مأموریت Solar Orbiter، ردیابی حرکت در جو خورشید توسط ابزار SPICE است.

این ابزار پیش از این، نور منتشرشده از عناصر مختلف مانند هیدروژن، کربن و اکسیژن را ثبت می‌کرد. حالا دانشمندان توانسته‌اند با استفاده از آن سرعت حرکت این ذرات را اندازه‌گیری کنند؛ فرآیندی که سرعت داپلری نام دارد.

مکانیزم اندازه‌گیری سرعت

این روش مشابه تغییری است که در صدای آژیر هنگام عبور از کنار ما شنیده می‌شود.

نقشه سرعت تهیه‌شده توسط SPICE، حرکت ذرات در یک لایه باریک از جو خورشید را به‌سمت فضاپیما یا دور از آن نشان می‌دهد. مقایسه این داده‌ها با نقشه‌های شدت، محل و نوع جریان گازها را مشخص می‌کند. به‌عنوان مثال، نواحی با رنگ‌های آبی تیره و قرمز نشان‌دهنده حرکت سریع‌تر ذرات هستند که احتمالاً ناشی از جت‌ها یا ستون‌های کوچک گاز است.

اهمیت این اندازه‌گیری‌ها

این اندازه‌گیری‌ها برای درک نحوه تولید باد خورشیدی، که یکی از اهداف اصلی مأموریت Solar Orbiter است، حیاتی محسوب می‌شوند.

فردریک اوشره، سرپرست تیم SPICE از دانشگاه پاریس-ساکلی گفت:

«اندازه‌گیری‌های داپلری باد خورشیدی توسط مأموریت‌های پیشین به دلیل زاویه دید محدود به قطب‌های خورشید، بسیار سخت بوده است. حالا، مشاهدات از عرض‌های جغرافیایی بالا که با Solar Orbiter ممکن شده است، انقلابی در فیزیک خورشیدی ایجاد خواهد کرد.»

کشف اسرار قطب‌های خورشید

این مشاهدات اولیه تنها بخشی کوچک از داده‌هایی است که Solar Orbiter قرار است به زمین ارسال کند. کل داده‌های این سفر قطب به قطب تا اکتبر ۲۰۲۵ به زمین خواهد رسید.

در طول این مدت، تمامی ده ابزار این فضاپیما به جمع‌آوری داده‌ها ادامه خواهند داد و تصاویر و اطلاعات دقیق‌تر و شفاف‌تری ارائه خواهند کرد.

دانیل مولر، دانشمند پروژه ESA گفت:

«این تنها اولین قدم در مسیر “نردبان به بهشت” Solar Orbiter است؛ در سال‌های آینده، این فضاپیما از دایره‌البروج فاصله بیشتری می‌گیرد تا نماهای بهتری از قطب‌های خورشید ثبت کند. این داده‌ها درک ما از میدان مغناطیسی خورشید، باد خورشیدی و فعالیت‌های خورشیدی را دگرگون خواهند کرد.»

قطب‌های خورشید که تا امروز از دید ما پنهان بودند، اکنون با کمک Solar Orbiter در حال آشکار شدن هستند. یافته‌های این مأموریت می‌تواند به ما در پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی و محافظت از فناوری‌های حیاتی زمین کمک کند.

این مأموریت توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) و با همکاری تیم‌های علمی از مؤسساتی مانند مؤسسه تحقیقاتی ماکس پلانک برای منظومه شمسی و دانشگاه پاریس-ساکلی هدایت می‌شود.

منبع: اطلاعیه خبری ESA

اعتبار تصویر: European Space Agency/Reuters