نمایی حیرت‌انگیز از خورشید

به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، ستارگان جوان هم‌چون کودکان نوپا با ویژگی پرانرژی و پرجنب‌وجوش بودن شناخته‌می‌شود و بررسی آن‌ها به بشر کمک می‌کند که بتوانند چگونگی فعالیت‌های خورشیدی را در سال‌های اولیه شکل‌گیری کشف کنند. خورشید با ۴.۶۵ میلیارد سال سن، ستاره‌ای میان‌سال است و بنا به برآوردها تا پنج میلیارد سال دیگر از بین می‌رود. دانشمندان بسیار کنجکاو هستند که بدانند چه ویژگی‌هایی در خورشید جوان وجود داشته که آن را به حمایت از حیات روی کره زمین قادر کرده است.

از سوی دیگر عملکرد فعلی خورشید بسیار مورد توجه قرار دارد و به‌منظور کشف دقیق‌تر آن دانشمندان دست به اقدامات گسترده‌ای زده‌اند. برای مثال از ۱۱ فوریه سال ۲۰۱۰ تاکنون رصدخانه دینامیکی خورشیدی یا رصدخانه پویایی‌شناسی خورشیدی (SDO) چشم باز بشر به روی خورشید بوده است که بدون لحظه‌ای استراحت در حال بررسی نحوه ایجاد فعالیت‌های خورشیدی، اندازه‌گیری دوره چرخش خورشید، جو، میدان مغناطیسی و انرژی خروجی آن و در نهایت تمامی مسائل و موارد مربوط به خورشید است.

امروز و دیروزِ خورشید

رصدخانه دینامیکی خورشیدی در همکاری با فضاپیمای ژاپنی هینود (Hinode) و آرایه تلسکوپ طیف‌سنجی هسته‌ای (NuSTAR ) در فوریه سال ۲۰۱۵ تصویری شگفت‌انگیز از خورشید فراهم آورده است که تصویری موزاییکی و شکل‌گرفته از ترکیب چندین تصویر کوچک‌تر است. در این تصویر عکس‌های ارسالی از NuSTAR به رنگ آبی، عکس‌های گرفته‌شده با اشعه ایکس کم‌انرژی توسط هینود به رنگ سبز و نورهای فرابنفش قوی از رصدخانه دینامیک خورشیدی به رنگ‌های زرد و قرمز نشان داده شده است.

مناطق فعال در سطح خورشید حاوی موادی هستند که تا چندین میلیون درجه گرم می‌شوند و مناطق آبی-سفید مشخص شده در عکس، پرانرژی‌ترین نقاط را مشخص می‌کند. پرتوهای ریز شلیک‌شده از خورشید در طول مشاهدات نسخه‌های کوچک‌تری از اشعه‌های بزرگ‌تر هستند که از سطح خورشید فوران می‌کنند. میکرواشعه‌ها به سرعت انرژی آزاد و مواد موجود در مناطق فعال را گرم می‌کنند.

علاوه بر این، بررسی همتایان خورشید در فضا نیز نقش بسزایی در کشف عملکرد خورشید چه در گذشته و چه در حال حاضر ایفا می‌کند. نگاهی دقیق‌تر به ستاره‌های مشابه و همتایان خورشید به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا بفهمند خورشید در جوانی چگونه بوده و به چه طریقی جو زمین و توسعه حیات روی آن را شکل داده است. وجود بیش از یک‌صد میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری که از هر ۱۰ عدد یکی از آن‌ها ویژگی‌های خورشید را دارند و در حال گذراندن مراحل اولیه توسعه است، باعث می‌شود که مسیر آن‌ها برای کشف واقعیات کیهان و جهان هموارتر شود.

یکی از این ستاره‌ها Kappa ۱ Ceti است که در فاصله ۳۰ سال نوری از زمین قرار دارد و تخمین زده می‌شود بین ۶۰۰ تا ۷۵۰ میلیون سال سن داشته باشد، تقریباً همان سنی که در آن خورشید شروع به توسعه حیات روی زمین کرده است. جرم و دمای سطحی Kappa ۱ Ceti نیز مشابه خورشید است لذا آن را دوقلوی خورشید در زمان شکل‌گیری حیات روی زمین می‌دانند.

انرژی ستارگان و تأثیر آن روی سیارات

ستارگان جوان سرشار از انرژی و فعالیت است و یکی از راه‌های آزادسازی این انرژی، بادهای ستاره‌ای است. بادهای ستاره‌ای، هم‌چون خود ستارگان، بیشتر از یک گاز فوق داغ معروف به پلاسما تشکیل شده و زمانی ایجاد می‌شوند که ذرات موجود در یک گاز، به یون‌های دارای بار مثبت و الکترون‌های با بار منفی تقسیم می‌شوند.

بادهای ستاره‌ای به‌طور پیوسته از سطح ستارگان، از جمله خورشید، به فضا و به سمت دیگر سیارات پرتاب می‌شوند و بر محیط آن سیارات تأثیر می‌گذارند. هر چه ستاره جوان‌تر و پرانرژی‌تر باشد، شدت بادهای ستاره‌ای بیشتر است، البته در مرحله تبدیل شدن به غول سرخ نیز ستاره‌ها بادهای ستاره‌ای بسیار شدیدی پرتاب می‌کنند. با این حال ستارگان جوان‌تر نسبت به ستارگان قدیمی تمایل بیشتری برای ایجاد بادهای ستاره‌ای داغ‌تر و شدیدتر، همچنین فوران‌های پلاسمایی قوی‌تر دارند. این انفجارها می‌تواند روی جو و ویژگی‌های شیمیایی سیاره‌های مجاور تأثیر بگذارد و احتمالاً در توسعه مواد آلی تشکیل‌دهنده حیات در آن‌ها نیز مؤثر است.

بادهای ستاره‌ای می‌توانند در هر مرحله از زندگی تأثیر قابل توجهی بر سیارات داشته باشد، اما بادهای ستاره‌ای قوی‌تر و متراکم‌تر حاصل از ستارگان جوان می‌تواند سپرهای مغناطیسی محافظ سیارات اطراف را فشرده کنند و آن‌ها را بیشتر در معرض تأثیر ذرات باردار قرار دهند. یکی از بارزترین و کامل‌ترین مثال‌ها در این زمینه خورشید است که در دوران نوجوانی خود احتمالاً سه برابر سریع‌تر از امروز در حال چرخش بوده، میدان مغناطیسی قوی‌تری داشته و تشعشات و ذرات پرانرژی قوی‌تر پرتاب می‌کرده است. تأثیر این ذرات را می‌توان گاهی در نزدیکی قطب‌های سیاره و به‌عنوان شفق قطبی یا نورهای شمالی و جنوبی مشاهده کرد. دانشمندان بر این باورند که با توجه به تأثیر بادهای خورشیدی، در زمان گذشته این نورهای فوق‌العاده اغلب در سراسر جهان قابل مشاهده بوده‌اند.

سطح بالای فعالیت خورشیدی به احتمال زیاد مگنتوسفر محافظ زمین را به عقب رانده و با ترکیب شیمیایی جوی مناسب برای تشکیل بیولوژیکی مولکول‌ها، سیاره زمین را فراهم کرده است، البته نه به اندازه‌ای که مانند زهره، سیاره به آتش کشیده شود. در منظومه‌های ستاره‌ای سرتاسر کهکشان‌ها و جهان فعالیت‌های مشابهی در حال رخ دادن است و همین امر باعث ایجاد شدن این فرضیه می‌شود که جایی در کیهان، سیاره‌ای فراخورشیدی وجود دارد که توسط ستاره‌ای فعال و جوان شکل گرفته و تقریباً آماده میزبانی حیات است.