حل معمای 60 ساله درباره انفجارهای خورشید

دانشمندان ناسا یک معمای 60 ساله درباره انفجارها در خورشید را حل کردند و این کشف می‌تواند به آنها کمک کند تا پتانسیل همجوشی هسته‌ای را آزاد کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، دانشمندان ناسا یکی از رازهای متعدد ستاره مرموز منظومه ما را کشف کردند نوعی از شراره‌های خورشیدی که چند دقیقه طول می‌کشند، مقدار انرژی کافی برای تامین انرژی زمین به مدت 20 هزار سال را با سرعت فوق العاده‌ای تولید می‌کنند.

طبق گزارش ناسا، دانشمندان بیش از نیم قرن است که در تلاش برای درک فرآیندی به نام "اتصال مجدد مغناطیسی سریع" بوده‌اند و محققان ناسا احتمالا به تازگی آن را کشف کرداند.

پیش به سوی انرژی بی حد و حصر

این کشف می‌تواند بینش جدیدی در مورد فرآیندهایی ارائه دهد که می‌توانند کاربردهای عملی روی زمین داشته باشند، مانند همجوشی هسته‌ای که هدف آن استفاده از انرژی مشابه انرژی تولیدی خورشید و ستارگان است. همچنین می‌تواند امکان پیش‌بینی دقیق‌تر طوفان‌های زمین‌گرمایی را فراهم کند، طوفان‌هایی که می‌توانند بر تجهیزات الکترونیکی مانند ماهواره‌ها تأثیر بگذارند و آنها را مختل کنند.

"باربارا گیلز" دانشمند مرکز پرواز فضایی "گادرد" ناسا توضیح داد: در نهایت اگر بتوانیم نحوه اتصال مجدد مغناطیسی را درک کنیم، آنگاه می‌توانیم رویدادهایی را که می‌توانند روی زمین تأثیر بگذارند، مانند طوفان‌های ژئومغناطیسی و شراره‌های خورشیدی را پیش‌بینی کنیم.

وی افزود: همچنین اگر بتوانیم نحوه این اتصال مجدد را درک کنیم، به تحقیقات انرژی نیز کمک خواهد کرد، زیرا محققان می‌توانند میدان‌های مغناطیسی را در دستگاه‌های همجوشی بهتر کنترل کنند.

دانشمندان ناسا از "مأموریت چند مقیاسی مغناطیسی"(MMS) نظریه‌ای را ارائه کردند که فرآیندهای رخ داده در طول اتصال مجدد مغناطیسی سریع را توضیح می‌دهد،

"یی - هسین لیو"، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما در نهایت متوجه شدیم که چه چیزی این نوع اتصال مجدد مغناطیسی را بسیار سریع می‌کند. ما اکنون نظریه‌ای برای توضیح کامل آن داریم.

اتصال مجدد مغناطیسی در پلاسما اتفاق می‌افتد، زمانی که به گاز به اندازه کافی انرژی داده می‌شود تا اتم‌هایش از هم بپاشد و الکترون‌های با بار منفی و یون‌های با بار مثبت را از خود به جا بگذارد. در این فرآیند، پلاسما به سرعت انرژی مغناطیسی را به گرما و شتاب تبدیل می‌کند.

اتصال مجدد مغناطیسی سریع، به طور خاص، دانشمندان را به دلیل ماهیت قابل پیش‌بینی وقوع آن متحیر کرده است. "گیلز" گفت: مدتی است که ما می‌دانیم اتصال مجدد سریع با سرعت مشخصی اتفاق می‌افتد که به نظر می‌رسد تقریبا ثابت است، اما آنچه واقعاً این نرخ را افزایش می‌دهد، تا به حال یک راز بوده است.

بررسی فرآیندهای منظومه شمسی

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که اتصال مجدد سریع فقط در پلاسماهای بدون برخورد اتفاق می‌افتد که نوعی پلاسما است که ذرات آن تا حدی پخش می‌شوند که با یکدیگر برخورد نمی‌کنند. در فضا، جایی که اتصال مجدد سریع اتفاق می‌افتد، بیشتر پلاسما در همین حالت بدون برخورد است.

ناسا در بیانیه خود توضیح داد که این نظریه جدید همچنین نشان می‌دهد که اتصال مجدد سریع توسط "اثر هال" که تعامل بین میدان‌های مغناطیسی و جریان‌های الکتریکی را توصیف می‌کند، تسریع می‌شود. در طول اتصال مجدد مغناطیسی سریع، یون‌ها و الکترون‌ها به طور جداگانه حرکت می‌کنند و "اثر هال" شروع به ایجاد یک خلاء انرژی ناپایدار می‌کند که منجر به اتصال مجدد می‌شود. فشار میدان‌های مغناطیسی اطراف باعث می‌شود خلاء انرژی منفجر شود که به شدت مقادیر زیادی انرژی را با سرعتی قابل پیش‌بینی آزاد می‌کند.

پلاسما به میدان‌های مغناطیسی بسیار حساس است، به همین دلیل است که راکتورهای همجوشی هسته‌ای به نام "توکاماک" از آهنرباهای قدرتمندی برای حفظ پلاسما در طول واکنش همجوشی استفاده می‌کنند.

گام بعدی برای دانشمندان پروژه MMS ناسا این است که نظریه خود را با کمک چهار فضاپیمایی که در یک شکل هرمی به دور زمین می‌چرخند، آزمایش کنند که به آنها امکان می‌دهد روند اتصال مجدد را در پلاسمای بدون برخورد با وضوح بالاتری نسبت به زمین بررسی کنند.

این یافته‌ها ممکن است به بازگشایی پتانسیل همجوشی هسته‌ای کمک کنند که انرژی پایدار بی‌پایانی را در اینجا روی زمین وعده می‌دهد.

محققان یافته‌های خود را در مجله Nature Communications منتشر کردند.