خورشید در دست انسان

عمادالدین قاسمی پناه- خبر‌نگار

شاید در افسانه‌های زندگی بشر همیشه خورشید دست نیافتنی ترسیم شده، اما انسان اکنون از این سد همیشگی هم عبور کرده و برای افزایش علم خود به موفقیت لمس خورشید رسیده است.
یک فضاپیما برای نخستین‌بار در تاریخ موفق به لمس خورشید شد و با ورود به اتمسفر خورشید نزدیک‌ترین فاصله‌ میسر به این ستاره افسانه‌ای رسیده است. کاوشگر خورشیدی پارکر با موفقیت از میان تاج خورشید یا جو فوقانی این ستاره عبور کرد تا از ذرات و میدان‌های مغناطیسی ستاره انرژی‌بخش به زمین نمونه‌برداری کند.
این موفقیت یک تحول تاریخی برای علم بشر به‌حساب می‌آید و می‌تواند دانش انسان را نسبت به خورشید که میلیون‌ها سال مرموز بوده است دگرگون کند.
توماس زوربوخن، معاون اداره مأموریت علمی در مقر ناسا در واشنگتن دی‌سی می‌گوید: «کاوشگر خورشیدی پارکر در زمانی که عملیات «لمس خورشید» را انجام می‌داد، لحظه‌ای تاریخی را برای علم رقم زد که یک شاهکار واقعاً قابل توجه محسوب می‌شود.»
این، نقطه عطف نه‌تنها بینش عمیق‌تری از فرایند تکامل خورشید و تأثیرات آن بر منظومه شمسی در اختیار ما قرار می‌دهد، بلکه هر آنچه در مورد خورشید درمی‌یابیم به این معنی است که در مورد بقیه ستارگان کیهان نیز خواهیم آموخت. کاوشگر خورشیدی پارکر در سال ۲۰۱۸ به فضا پرتاب شد و با هر بار دور زدن فاصله خود را به خورشید نزدیک و نزدیک‌تر کرد.
خورشید یک کره جامد در فضا نیست، بلکه یک سوپ متراکم از پلاسما به همراه یک لایه بیرونی نازک است که به‌عنوان تاج خورشیدی شناخته می‌شود. تاج منطقه‌ای است که مواد حاصل از انفجارهای خورشیدی هنوز در محدوده جاذبه مغناطیسی خورشید هستند و به همین دلیل نمی‌توانند در فضا پراکنده شوند.
با این حال، اگر انفجار خورشیدی(مانند موشکی که از زمین پرتاب می‌شود) به اندازه کافی مهیب باشد، مواد حاصل از آن می‌تواند از تاج خارج و تبدیل به باد خورشیدی شود و سپس در منظومه شمسی پراکنده شود.

لمس خورشید
دانشمندان با دریافت تصاویرِ از راه دورِ تاج(تکه‌های درخشان و تا حدودی نوک تیز که می‌توان طی یک خورشیدگرفتگی مشاهده کرد) و البته داده‌های دیگر، تخمین زده‌اند که تاج بین 10تا 20شعاع خورشیدی یا حدود 9/6تا 8/13میلیون کیلومتر امتداد دارد.
کاوشگر خورشیدی پارکر از زمانی که در سال 2018پرتاب شد، در یک مسیر مارپیچی فشرده به دور خورشید قرار داشت و در هشتمین دور خود، با شرایط مغناطیسی و ذراتی مواجه شد که نشان می‌داد از سطح بحرانی آلفون(ACS) عبور کرده و وارد تاج خورشید شده است.
اگرچه نخستین گذر کاوشگر تاج فقط چند ساعت به طول انجامید، اما با شروع تشدید چرخه 11ساله خورشیدی، تاج به سمت بیرون گسترش می‌یابد و به کاوشگر، فرصت‌های بیشتری برای پرواز مجدد در آن می‌دهد.
جاستین کاسپر، استاد دانشگاه میشیگان و معاون بخش فناوری در BWX Technologies و همچنین نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «ما کاملاً انتظار داشتیم که دیر یا زود، حداقل برای مدت کوتاهی با تاج مواجه شویم.»
در طول پرواز خورشیدی، کاوشگر خورشیدی پارکر نیز چندین بار از تاج عبور کرد و ثابت کرد که ACS یک پوسته صاف نیست، بلکه پر از امواج، خوشه‌های متعدد و فرورفتگی است.
نور رئوافی، دانشمند پروژه پارکر در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز می‌گوید: «کاوشگر خورشیدی پارکر با پرواز بسیار نزدیک به خورشید، اکنون شرایطی را در لایه تحت تسلط مغناطیسی جو خورشید(تاج) درمی‌یابد که پیش از این هرگز نمی‌دانستیم.»
او همچنین می‌گوید: «ما شواهد حضور در تاج را با داده‌های میدان مغناطیسی، داده‌های باد خورشیدی و همچنین به‌صورت بصری و از طریق تصاویر، مشاهده می‌کنیم. ما در واقع می‌توانیم فضاپیما را در حال پرواز در ساختارهای تاجی ببینیم که می‌توان آنها را طی یک خورشید گرفتگی کامل مشاهده کرد.»
کاوشگر خورشیدی پارکر در هشتمین پرواز خود، در فاصله کمتر از 15شعاع خورشیدی از سطح قرار گرفت و انتظار می‌رود که در نهایت به 86/8 شعاع خورشیدی از سطح آن برسد. پرواز بعدی پارکر برای ژانویه 2022برنامه‌ریزی شده است؛ یعنی زمانی که احتمالاً دوباره از تاج عبور خواهد کرد. نیکولا فاکس، مدیر بخش هلیوفیزیک در مقر ناسا، می‌گوید: «من از اینکه پارکر در سال‌های آینده به‌طور مکرر از تاج خورشید عبور می‌کند، هیجان زده هستم؛ چراکه فرصت زیادی برای اکتشافات جدید فراهم می‌کند.»

ممکن کردن غیرممکن
حرارت بسیار بالای خورشید باعث شده بود که سال‌ها این ستاره سوزان برای دانشمندان غیرقابل لمس و کاوش به‌حساب بیاید. دمای سطح خورشدی بیشتر از ۵ هزار و ۵۰۰ درجه سلسیوس تخمین زده می‌شود.
اما چگونه کاوشگر خورشیدی پارکر می‌تواند تا این حد به سطح خورشید نزدیک شود؟
 این کاوشگر با استفاده از یک سپر حرارتی ساخته شده از یک ماده کامپوزیت کربن پیشرفته، می‌تواند تا دمای 1377درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. این موضوع باعث می‌شود که گرمای خورشید، مانند یک خودروی مسابقه‌ای که هوای جلوی آن را می‌شکافد، کم‌اثر شود و در پشت آن جریانی ایجاد ‌کند. در فضای پشت خودروی مسابقه‌ای، خودروی دیگری با مقاومت کمتری در برابر باد مواجه می‌شود و در واقع می‌تواند سریع‌تر از خودروی جلویی شتاب بگیرد. در کاوشگر خورشیدی پارکر هم، این سپر حرارتی گرما را کاهش می‌دهد و کاوشگر و ابزارهای آن می‌توانند دمای بسیار قابل کنترل‌تری را تجربه کنند تا ذوب نشوند.