کشف «ضربان قلب» در یک شراره خورشیدی!

این پالس‌ها که به عنوان «ضربان‌های شبه دوره‌ای»(QPP) شناخته می‌شوند، مدت‌هاست که یک راز و منبع بحث در میان فیزیکدانان خورشیدی بوده‌اند.این گروه پژوهشی به سرپرستی «موسسه فناوری نیوجرسی»(NJIT) گفتند که کشف منبع ضربان قلب می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری در مورد چگونگی انتشار طوفان‌های خورشیدی فاجعه‌بار داشته باشند.

«سیجی یو»(Sijie Yu)، اخترشناس موسسه فناوری نیوجرسی گفت: این یک کشف غیرمنتظره است. این الگوی ضربان برای درک چگونگی آزاد شدن انرژی و اتلاف آن در جو خورشید طی بروز انفجارهای فوق‌العاده قوی در خورشید مهم است.انفجارهای رادیویی خورشیدی، پرتاب‌های شدید امواج رادیویی از خورشید هستند که اغلب با شراره‌های خورشیدی مرتبط هستند و مشخص شده است که سیگنال‌هایی با الگوهای تکرارشونده دارند.

این گروه پژوهشی پس از تجزیه و تحلیل مشاهدات مایکروویو یک شراره خورشیدی در ۱۳ ژوئیه ۲۰۱۷ که توسط تلسکوپ رادیویی موسسه فناوری نیوجرسی به نام «EOVSA» ثبت شد، منبع ضربان قلب را مشخص کردند.
این مشاهدات، یک الگوی سیگنال تکرارشونده را نشان دادند که «یوآنکون کو»(Yuankun Kou)، دانشجوی مقطع دکتری «دانشگاه نانجینگ»(NJU) چین و پژوهشگر ارشد این پروژه، آن را به ضربان قلب تشبیه کرد.

این گروه پژوهشی، یک سیگنال QPP را در جایی شناسایی کردند که بیش از ۱۵ هزار و ۵۳۴ مایل از میان منطقه شعله‌ور هسته در حال فوران امتداد دارد. اینجا محلی است که سیگنال‌های مخالف به یکدیگر نزدیک می‌شوند، در هم می‌شکنند و دوباره به هم متصل می‌شوند و انرژی شدیدی را تولید می‌کنند که شراره خورشیدی را به وجود می‌آورد. این فرآیند، «اتصال مجدد مغناطیسی»(Magnetic reconnection) نام دارد و نخستین بار است که یک QPP در چنین مکانی پیدا می‌شود.

جالب‌تر این است که پژوهشگران، یک ضربان قلب دوم را نیز در شراره خورشیدی کشف کردند. کو گفت: الگوهای تکرار شونده برای انفجارهای رادیویی خورشیدی، غیرمعمول نیستند اما نکته جالب، وجود یک منبع ثانویه است که ما انتظار آن را نداشتیم.

وی افزود: سیگنال‌ها احتمالا از اتصالات مغناطیسی شبه‌تکراری در صفحه جریان شراره خورشیدی می‌آیند. این نخستین بار است که یک سیگنال رادیویی شبه دوره‌ای واقع در منطقه اتصال مجدد شناسایی می‌شود. این تشخیص می‌تواند به ما کمک کند تا مشخص کنیم که کدام یک از این دو منبع باعث ظهور منبع دیگر شده است.
این گروه پژوهشی با استفاده از قابلیت‌های منحصربه‌فرد تصویربرداری مایکروویو EOVSA توانستند طیف انرژی الکترون‌ها را در دو منبع رادیویی طی این رویداد اندازه‌گیری کنند.

«بین چن»(Bin Chen)، دانشیار فیزیک موسسه فناوری نیوجرسی و از پژوهشگران این پروژه گفت: تصویربرداری طیفی EOVSA، تشخیص‌های جدیدی را از نظر مکانی و زمانی در مورد الکترون‌های غیرحرارتی شعله‌ور به ما ارائه داد. ما دریافتیم که توزیع الکترون‌های پرانرژی در منبع اصلی QPP، با منبع ثانویه آن متفاوت است. این یک نشانه قوی مبنی بر این است که دو منبع QPP بسیار مرتبط هستند.

یو گفت که یافته‌های این پژوهش، نور تازه‌ای را بر پدیده‌ای مهم در زمینه فرآیند اتصال مجدد می‌افکند که این رویدادهای انفجاری را هدایت می‌کند.وی افزود: ما نهایتا منشأ QPP در شراره‌های خورشیدی را در نتیجه اتصال مجدد دوره‌ای مشخص کردیم. این پژوهش به بررسی مجدد تفاسیر رویدادهای QPP گزارش‌شده پیشین و تاثیر آنها بر شراره‌های خورشیدی کمک می‌کند.