9 دقیقه
یک فیلم زمانگذر (تایملپس) تازه از مأموریت پروبا-۳ آژانس فضایی اروپا (ESA) پردهی درخشش شدید خورشید را کنار میزند تا کرونا داخلی را بهرنگ زرد کمرنگ آشکار کند و یک توالی نادر از انفجارهای برجستگی (پرومیننس) را ثبت نماید. با بهکارگیری دو ماهواره که در آرایش دقیق پرواز میکنند، پروبا-۳ کسوفهای مصنوعی تولید میکند که به ابزارها اجازه میدهد بخشهایی را مطالعه کنند که معمولاً پشت دیسک روشن خورشید پنهاناند و دیده نمیشوند. این مشاهدات جدید چشماندازها و دادههای ارزشمندی برای فیزیک خورشید و پیشبینی آبوهوا فضایی فراهم میآورند.
دو فضاپیمأ پروبا-۳ در آرایشی بسیار دقیق در حدود 150 متر از هم پرواز میکنند تا یک کرونوگراف خارجی در فضا تشکیل دهند؛ فضاپیمای پیشرو دیسک خورشید را میپوشاند تا فضاپیمای دنبالکننده بتواند کرونأ خورشیدی که در حالت عادی نامرئی است را مطالعه کند.
چگونه پروبا-۳ در مدار کسوف مصنوعی ایجاد میکند
پروبا-۳ یک مأموریت آزمایشی از ESA است که شامل دو ماهوارهٔ کوچک است که با کنترل موقعیت بسیار دقیق (تقریباً 150 متر فاصلهٔ بین آنها) بهصورت جفتی پرواز میکنند. زمانی که صفحهها همراستا میشوند، ماهوارهٔ جلویی فوتوسفر خورشید را مسدود میکند و ماهوارهٔ عقب که حامل ابزار ASPIICS است، یک کرونوگراف خارجی را عملیاتی میسازد که میتواند نور ضعیف کرونا را بدون مزاحمت نور مستقیم خورشید تصویر کند. تصور کنید یک کسوف کامل خورشیدی بهصورت درخواستی و قابل تکرار بازسازی میشود—اما اینبار در فضا، با کنترل بالا و قابلیت برنامهریزی برای آشکارسازی جو رقیق خارجی خورشید.
این تکنیک مستلزم سامانههای هدایت و ناوبری دقیق، حسگرهای نسبی و رانشگرهای کوچک برای حفظ فاصله و تراز است. نگه داشتن هممحور بودن و زاویهٔ مناسب بین دو ماهواره در حضور اختلالات جوی و نیروهای کوچک فضایی (مانند فشار تابشی و نیروی گرانشی متغیر) خود یک دستاورد مهندسی است که امکان انجام کرونوگراف خارجی را فراهم میسازد. این روش همچنین مزیت حذف اغتشاشهای نوری داخلی را دارد که در کرونوگرافهای معمولی روی یک فضاپیما ایجاد میشود و به پژوهشگران امکان میدهد تا کرونأ درونی را با پویایی و دینامیک بهتر بررسی کنند.
این انیمیشن دادههایی از کرونوگراف ASPIICS پروبا-۳ (کرونأ داخلی خورشید به رنگ زرد) و مجموعهٔ تصویرسازی اتمسفری (AIA) روی رصدخانهٔ دینامیک خورشیدی ناسا (دیسک خورشیدی به نارنجی تیره) را ترکیب میکند تا دیدی چندلایه از ساختارهای افراطی فراهم آورد.
آنچه تایملپس نشان میدهد: انفجارهای سریع و نادر برجستگی
در یک بازهٔ مشاهدهٔ متمرکز در 21 سپتامبر 2025، ASPIICS هر پنج دقیقه یک فریم ثبت کرد و در طول حدود پنج ساعت سه انفجار برجستگی متمایز را مستند ساخت. این رخدادها ساختارهایی از پلاسمای نسبتاً سردتر و متراکمتر هستند که بالای سطح خورشید معلق میمانند و میتوانند کش بیایند، تکهتکه شوند و ناگهان منفجر شوند؛ در نتیجهٔ این فرآیندها مادهٔ خورشیدی به فضا پرتاب میشود. وقوع چندین انفجار در چنین بازهٔ زمانی کوتاهی نامعمول است؛ دنبالهٔ پروبا-۳ دینامیک این انفجارها را با وضوح زمانی و مکانی مناسب ضبط کرده و امکان تحلیل رفتار سریع آنها را فراهم میسازد.
بررسی دقیق چنین توالیهایی به تحلیل چگونگی انتقال انرژی و تغییر توپولوژی میدانهای مغناطیسی در ناحیهٔ پایهٔ کرونا کمک میکند. ثبت مکرر و با دقت بالا، نمایی روشن از چگونگی آغاز و رشد برجستگیها و نقش آنها در شکلدهی اغتشاشات بزرگتر مانند فورانهای جرمی تاجی (CME) در اختیار پژوهشگران قرار میدهد.
«کرونا بسیار داغ است، حدود دویست برابر داغتر از سطح یا فوتوسفر خورشید»، میگوید Andrei Zhukov از رصدخانهٔ سلطنتی بلژیک، محقق اصلی پروژهٔ ASPIICS. «گاهی ساختارهایی از پلاسمای نسبتاً سردتر (گاز باردار) در نزدیکی خورشید دیده میشوند—گرچه دمای آنها همچنان در حدود 10٬000 درجه سانتیگراد است، اما نسبت به کرونا که دماهای میلیون درجهای دارد بسیار سردترند—که ما آنها را 'برجستگی' مینامیم.» این تفاوت دما و چگالی بین برجستگی و محیط پیرامونی بنیان بسیاری از فرایندهای پویای خورشیدی را شکل میدهد.
چرایی زرد دیده شدن کرونا و آنچه فیلترهای طیفی به ما میگویند
ASPIICS از چندین فیلتر و خطوط طیفی مختلف استفاده میکند تا تابشهای منتشره از عناصر مشخص در جو خورشیدی را جدا کند. برجستگیهایی که در تایملپس دیده میشوند در یک خط طیفی هلیوم ثبت شدهاند که پلاسمأ در حال فوران را با تون زردی نشان میدهد؛ این رنگ شبیه به آن چیزی است که چشم انسان هنگام مشاهدهٔ کسوف کامل از طریق چنین فیلتری میتواند ببیند. رصدخانهٔ دینامیک خورشیدی ناسا (SDO) تصاویر تکمیلی از دیسک خورشیدی را در یک خط هلیوم دیگر فراهم کرد تا زمینهٔ بصری و مقایسهٔ همزمان برای دید کرونوگرافی فراهم شود.
استفاده از فیلترها و خطوط طیفی امکان جداسازی تابش پراکندهشده توسط الکترونها از خطوط نشری مربوط به عناصر را فراهم میآورد. با تحلیل نسبتهای طیفی و شکل خطوط، پژوهشگران میتوانند ترکیب شیمیایی، چگالی و دما را در بخشهای مختلف کرونا تخمین بزنند و رفتار میدان مغناطیسی را بهتر بازسازی کنند. این اطلاعات برای مدلسازی فرآیندهای گرمادهی کرونا و شناسایی مکانیزمهای آزادسازی انرژی اهمیت ویژهای دارد.
درخشش زرد کمرنگ پسزمینه از تابش حرارتی پلاسمای داغ نیست، بلکه نور خورشید است که توسط الکترونهای آزاد در کرونا پراکنده شده و همانچه بهعنوان کرونای K شناخته میشود را تشکیل میدهد. این نور پراکندهشده به طور ظریف ساختارهای مغناطیسی و تغییرات چگالی در جو خارجی خورشید را حتی زمانی که هیچ انفجار دراماتیکی رخ نمیدهد دنبال میکند و به پژوهشگران امکان میدهد الگوهای خطوط میدان و مناطق تراکم را بهدقت ترسیم نمایند.
پر کردن یک خلأ در رصدهای خورشیدی
مشاهدات زمینی هنگام کسوفها نگاهی کوتاه و ارزشمند به کرونأ داخلی میدهند، اما فقط برای چند دقیقه در هر رویداد در دسترساند. کرونوگرافهای مرسوم روی یک فضاپیما نیز محدودیتهایی از جمله اختلاف تفرق نور و نور پراکندهٔ داخلی دارند. روش جفتشدن دو ماهواره در پروبا-۳ به دانشمندان اجازه میدهد تا کرونأ نزدیک به دیسک خورشیدی را بهطور پیوسته و با وضوح بالا تصویربرداری کنند و بدین ترتیب شکاف طولانیمدتی را در مشاهدات پر کرده است. کسوفهای مصنوعی تکرارشونده دسترسی مداوم به مناطقی را فراهم میکنند که در آنجا شتابگیری باد خورشیدی، بازسازی میدانهای مغناطیسی و مراحل اولیهٔ فورانهای جرمی تاجی شکل میگیرند.
دسترسی پیوسته و با کیفیت بالا به این ناحیه برای درک تعامل بین ویژگیهای موضعیِ خنکتر مانند برجستگیها و محیط میلیوندرجهای پیرامون حیاتی است. چنین تعاملهایی میتوانند دانههای یک رخداد بزرگتر آبوهوای فضایی را فراهم آورند؛ درک این زنجیرهٔ علت و معلولی برای پیشبینی بهتر آشفتگیهایی که میتوانند به ماهوارهها، ارتباطات رادیویی و شبکههای برق در زمین آسیب برسانند، ضروری است.
Mission and technology highlights
- Formation flying: Two spacecraft maintain relative positions to within metres using onboard sensors and thrusters, a demanding engineering achievement that enables an external coronagraph configuration.
- ASPIICS instrument: Designed to block the solar disc and image the weak coronal light with multiple spectral filters, revealing both electron-scattered light and emission lines from elements like helium.
- Cadence and coverage: Image cadence (one frame every five minutes for the featured sequence) and repeatable eclipses permit time-lapse movies of dynamic coronal processes.
پیامدها برای فیزیک خورشید و هواشناسی فضایی
توانایی پروبا-۳ در تفکیک کرونأ درونی به پژوهشگران کمک میکند تا مسیر تبدیل انرژی مغناطیسی ذخیرهشده نزدیک سطح خورشید به انرژی جنبشی در طول انفجارها را دنبال کنند. مشاهدات انفجارهای برجستگی دادههای حیاتی برای مدلسازی آغاز و انتشار اولیهٔ CMEها فراهم میآورند—عنصری کلیدی برای پیشبینی هواشناسی فضایی که میتواند بر ماهوارهها، سیستمهای ارتباطی و شبکههای توزیع برق روی زمین تأثیر بگذارد. تحلیل دقیق مراحل اولیهٔ رشد یک CME میتواند زمان هشدار و دقت پیشبینی را بهطور قابلتوجهی بهبود دهد.
دیدگاه کارشناسان
«با تصویربرداری پیوسته از کرونا داخلی، پروبا-۳ یک آزمایشگاه جدید برای بررسی چگونگی آشفتگی برجستگیها و تبدیل آنها به انفجارهای بزرگتر فراهم میآورد»، میگوید Dr. Maya R. El-Amin، اخترفیزیکدانی که روی ابزارشناسی هلیوفیزیک کار میکند. «ترکیب این نماهای کرونوگراف با کنتراست بالا با دادههای سایر رصدخانهها تصویری چندلایه از مکانیک انفجارها ارائه میدهد و قابلیتهای پیشبینی ما را بهبود میبخشد.»
با ادامه عملیات پروبا-۳، دانشمندان مجموعهدادههای آن را برای بهدست آوردن سرنخهایی دربارهٔ گرمادهی کرونا، توپولوژی میدان مغناطیسی و محرکهای انفجاری بررسی خواهند کرد. هر کسوف کنترلشده ساختارهای پنهان خورشید را عیان میسازد و هم پیشرفتهای بنیادی در هلیوفیزیک و هم بهبودهای عملی در پیشبینی آبوهوای فضایی را به همراه دارد. افزون بر این، دسترسی به دادههای پیوسته میتواند همکاریهای بینالمللی را در مدلسازی عددی و توسعهٔ زنجیرههای هشدار سریع برای صنایع مختلف تسهیل کند.
منبع: scitechdaily
نظرات
آرمین
یه کم انگار هایپ شده ولی اگر واقعا کمک کنه تا فورانها رو زودتر پیشبینی کنیم، ارزش داره، امیدوارم دادهها آزاد بشن 👌
تریپلاین
دیدگاه متعادل بود، تصاویرش محشره اما متن یه ذره فنیه، یه خلاصه ساده هم میخواست تا عام بفهمن
بیونیکس
دادهٔ مداوم همینه که لازم بود. من تو مدلسازی دیدم همین توالی برجستگی میتونه جرقهٔ CME رو بزنه، نتایج جالبن
توربو
واقعاً؟ دو ماهواره با هم ۱۵۰ متر، خطا ندارن؟ فشار تابشی و رانشگرها، اگه یکی خراب شه چی میشه...
کوینپایلوت
خودم که منطقی میدونم، ترکیب ASPIICS با دادههای دیگه میتونه پولیش کنه پیشبینیارو، ولی هزینه و نگهداری رو کی میده
رودکس
وااای، کسوف مصنوعی تو فضا واقعاً هیجانانگیزه! کنترل دقیقِ دو فضاپیما، اینجوری آدم شوکه میشه، چطور انجامش دادن؟
ارسال نظر