راز لایه تاکوکلین؛ قلب مغناطیسی خورشید رمزگشایی شد

دانشمندان آمریکایی موفق شدند برای نخستین‌بار لایه نازک و اسرارآمیز "تاکوکلین" در زیر سطح خورشید را به‌طور واقع‌گرایانه شبیه‌سازی کنند؛ منطقه‌ای که کلید درک فعالیت‌های مغناطیسی خورشید و پدیده‌هایی همچون شراره‌های خورشیدی است.

کد خبر: ۱۳۲۸۶۱۶

تاریخ: ۲۴ شهريور ۱۴۰۴ - ۱۵:۱۷

به گزارش سرویس علم و فناوری تابناک، پژوهشی که در ماهِ اوت در ژورنال Electronics Optics & Control منتشر شده، موفق به مدل‌سازی واقع‌گرایانه یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های درونی خورشید، یعنی لایه موسوم به تاکوکلین (Tachocline) شده است. این منطقه گذار بسیار نازک، جایی است که فضای درونی خورشید را به دو بخش متمایز تقسیم می‌کند و نقشی حیاتی در تولید و حفظ میدان مغناطیسی خورشید دارد.

تاکوکلین بین دو ناحیه مهم خورشید قرار دارد: ناحیه تابشی داخلی که ۷۰٪ شعاع خورشید را تشکیل می‌دهد و انرژی در آن به‌صورت آهسته و یکنواخت حرکت می‌کند. ناحیه همرفتی بیرونی که ۳۰٪ باقی‌مانده را دربر گرفته و گازهای داغ در آن به‌طور آشفته و با سرعت‌های متفاوت می‌چرخند.

این لایه باریک، منشأ بسیاری از پدیده‌های مهم مانند شراره‌های خورشیدی و پرتاب‌های جرم تاجی (CME) است. اما با وجود شناخت دهه‌ها از وجود آن، دلیل نازکی و پایداری آن تا کنون به‌طور دقیق مشخص نبود.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا به سرپرستی لورن ماتیلسکی، با استفاده از ابررایانه ناسا و صرف ده‌ها میلیون ساعت محاسباتی در ۱۵ ماه، موفق شدند تاکوکلین را به‌طور فیزیکی شبیه‌سازی کنند. آن‌ها با تمرکز بر نقش انتشار تابشی و نه گران‌روی (viscosity)، دریافتند که:

خود دینام مغناطیسی خورشید (فرآیندی که میدان مغناطیسی تولید می‌کند)، نه‌تنها به تاکوکلین وابسته است، بلکه ممکن است عامل اصلی ایجاد و پایدار نگه‌داشتن آن نیز باشد.

میدان‌های مغناطیسی ایجادشده در ناحیه همرفتی، به‌جای گسترش تاکوکلین، به باریک ماندن و تثبیت آن کمک می‌کنند.

این یافته، معادله‌ی علت و معلولی تاکوکلین و میدان مغناطیسی را وارونه می‌کند: تاکوکلین فقط نتیجه دینام نیست؛ بلکه می‌تواند محصول آن هم باشد.

دستیابی به درک بهتر تاکوکلین، نه‌تنها گامی مهم در پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی است—که برای محافظت از ماهواره‌ها و شبکه‌های برق حیاتی است—بلکه می‌تواند شناخت ما از ساختار مغناطیسی سایر ستارگان را نیز متحول کند.

پژوهشگران قصد دارند مدل خود را توسعه دهند تا در مورد دیگر ستارگان نیز به‌کار گرفته شود، چرا که مغناطیس ستاره‌ای نقشی اساسی در شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای و حتی امکان حیات ایفا می‌کند.

با این پیشرفت محاسباتی، دانشمندان یک گام بزرگ به سوی درک دقیق‌تر دینامیک خورشید و رفتار پیچیده آن برداشتند. اگرچه همچنان شبیه‌سازی دقیق کل خورشید نیازمند قدرت محاسباتی بیشتری است، اما اکنون تصویری روشن‌تر از تاکوکلین و نقش کلیدی‌اش در مغناطیس خورشیدی در اختیار داریم.