ناسا در ۲۸ ژوئن ۲۰۱۳ ماهواره ی طیف نگاری مناطق سطحی (IRIS) خود را به فضا پرتاب کرد. ماموریت اصلی آن مطالعه  روی تاج خورشیدی برای یافتن پاسخ این سوال که “چرا تاج خورشیدی بسیار داغ تر از سطح خورشید یا فوتوسفر آن است ؟” بود.

دانشمندان ساختار هایی مانند “گردباد های کوچک” را در کروموسفر خورشید مشاهده کردند. آن ها تصور میکنند که این گونه ساختار ها عامل انتقال انرژی گرمایی به داخل تاج هستند. IRIS همچنین باران پلاسما را آشکار سازی کرد که از شراره های خورشیدی به فوتوسفر سقوط میکنند.

مطابق مدل فیوژنی خورشید، هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود، که مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می کند. دمای هسته ی خورشیدی تقریبا ۱۵ میلیون درجه ی سلسیوس ، با فشاری ۳۴۰ میلیارد برابر بیشتر از اتمسفر زمین است. اخترفیزیک دانان ادعا میکنندکه انرژی آزاد شده برابر است با نیرویی که میلیون ها بمب هیدورژنی تولید می کند است؛ عموما بر این باورند که هر ثانیه ۷۰۰ میلیون تن هیدورژن به هلیوم تبدیل می شود.

سطح خورشید را فوتوسفر می نامند. بالای فوتوسفر، کروموسفر است و بالای کروموسفر را خارجی ترین بخش اتمسفر قابل مشاهده ی خورشید، تاج تشکیل می دهد. دمای متوسط فوتوسفر ۶۰۰۰ درجه ی سلسیوس است، در حالی که تاج بیش از ۲ میلیون درجه ی سلسیوس است! که این رازی بزرگ در میان فیزیکدانان خورشیدی است. چگونه داغ ترین ناحیه از خورشید بدون هیچ گونه افت قابل توجه دمایی در ارتفاع ۴۰۰۰ کیلومتری تا یک میلیون کیلومتر از فوتوسفر ایجاد می‌شود؟ براساس مدل همجوشی، به ازای افزایش فاصله، دما باید کاهش یابد. این مکانیزم ساده تابش گرمایی است: دما با توان دوم فاصله کاهش می یابد.

تخلیه الکتریکی پلاسما مدل بهتری برای فعالیت های خورشیدی است. آزمایش های آزمایشگاهی نشان می دهد که چنبره های پلاسمایی بالای خط استوای خورشید تشکیل می شوند. دشارژ های الکتریکی عرض های میانی و پایینی بین چنبره های پلاسمایی پل می زنند. سیخک ها با اصل آند تافتینگ سازگار هستند، اثر دشارژ الکتریکی از یک خورشید باردار مثبت انتظار می رود. “گردباد های کوچک” رصد شده توسط IRIS در کروموسفر خورشید همان سیخک ها هستند.

کروموسفر خورشید یک غلاف پلاسمایی  یا ناحیه ی دولایه ای پلاسمایی خورشید است که بیشتر انرژی الکتریکی خورشید را شامل می شود. هنگامی که جریان ورودی (بیش از یک آستانه ی بحرانی) به غلاف پلاسمایی خورشید افزایش می یابد، منجر به آزاد سازی ناگهانی انرژی می شود، که باعث ایجاد شراره های خورشیدی و فوران های عظیم خورشیدی می شود.

نیروهای الکتریکی در دولایه ی بالای سطح خورشید عامل ایجاد پدیده های مشاهده شده می شوند. مدل خورشید الکتریکی گرادیان دمایی معکوس را پیش بینی می کند و توضیح می دهد که چگونه رخ می دهد. اگر ناپیوستگی دمایی وجود نداشت، مشکل پیش می آمد. گرادیان دمایی معکوس خورشید با مدل دشارژ پلاسما موافق است، اما در تضاد با ایده ی انرژی همجوشی هسته ای است که از اعماق خورشید سرچشمه می گیرد.

Stephen Smith

فرزین حسینی

یکی از فوران های خورشید جرمی به نزدیکی جرم زمین دارد.

” می دانید یک روز بدون درخشش خورشید…چیست؟…..شب ”

استیو مارتین

طبق مدل خورشید الکتریکی، خورشید یک الکترود شارژ شده ی گسترده در مدار های الکتریکی کیهانی است. همانطور که قبلا بیان شد، الکترود منفی نامرئی که به کاتد مجازی یا همان هیلوسفر معروف است، در حد نهایی تخلیه ی تاج خورشید در فاصله ای میلیون ها کیلومتر از سطح خورشید قرار دارد. این ساختار به عنوان لایه های دوتایی شناخته شده، لایه ای از پلاسمای خورشید که از پلاسمای کیهانی محیط شده به دور خود ایزوله شده.

اختلاف ولتاژ بین خورشید و لایه های کهکشانی ممتد به غلاف مرزی که در واقع مرز انتقالی بین پلاسمای خورشیدی و فضای میان ستاره ای یا (ISM) است. در داخل هیلوسفر ضعیف، میدان الکتریکی ثابت مرکز خورشید به اندازه ای قدرت دارد که میتواند باعث تخلیه و دشَارژ خورشید شود. این تخلیه ها و دشارژ پلاسمای مغناطیسی در لایه های سطحی خورشید مرئی و مشاهده پذیر هستند.

کرومسفر در ۵۰۰ کیلومتری سطح خورشید قرار دارد، منطقه ای که سردترین دمایش ۴۴۰۰ کلوین است. در بالای کروموسفر، در ارتفاع ۲۲۰۰ کیلومتری دما به مقدار ۲۰۰۰۰ کلوین افزایش می یابد. دما به دنبال این ۱۰۰ ها هزار کلوین بالا می رود، به آرامی افزایش می یابد تا هنگامی که به مرز ۲ میلیون کلوین در کرونا یا تاج خورشید می رسد. این گرادیان معکوس دما در واقع با مدل دشارژ و مدل الکتریکی همخوانی دارد ولی در تضاد با واکنس هسته ای در مرکز خورشید است.

یک میدان الکتریکی، که از تمرکز و پیچش جریان های بریکلند کیهانی که در خورشید ایجاد می شود، باعث حرکت دورانی ذرات شارژ شده می شود:  یک فضا-غشای شارژ شده مثبت در نزدیکی خورشید که در واقع ذرات شتابدار یونی مثبت هستند و به شکل باد منظومه ای در می یایند. همانطور که بیان شد میدان الکتریکی بین سیاره ای بسیار ضعیف است. هیچ رصدخانه ی خورشیدی یا بهتر بگوییم منظومه ای تا به حال ساخته نشده است که بتواند اختلاف ولتاژ، در یک امتداد ۱۰۰ متری را اندازه گیری کند، اما بادهای خورشیدی تاییدی بر میدان الکتریکی خورشید است، همین عامل کافی است که این رانش یونی تا انتهای منظومه ی شمسی جریان یابد.

در طول دوره ی فعالیت بالا، پالس های الکترومغناطیسی ملیون ها تن ذرات شارژ شده در خورشید را پخش کردند.

آن ها معمولا حرکت های آهسته ای دارند، بطوری که برای رسیدن به زمین زمان تقریبی ۲۴ ساعت لازم است. این فوران های جرمی یا CME در اتمسفر مولکولی قطبین خارج شده و نتیجه ی شفق های قطبی را اجاد می کنند. اگر قدرت کافی را داشته باشند، آن ها می توانند جریان های قدرت مندی در خطوط میدان هم ایجاد کنند، به دلیل اینکه مانند جریان الکترون های شارژ شده در یک سیم است.

اعتقاد غالب بر این عقیده استوار است که خورشید ذرات شتابدار مانند الکترون و پروتون را از سطح خود به همان شکلی که امواج صوتی منتشر می شوند، به خارج انتشار می دهد. ضربان های پرانرژی فتوسفر خورشید که به عنوان یک راهنما برای انتشار موج هستند، گاز های داغ را به شمت بیرون در راستای یک لوله ی شار مغناطیسی به بیرون هل می دهد. ساختاری که به شکل سیخک یا خار (Spicules) افزایش یافته به مقدار هزاران کیلومتر از فتوسفر گاز داغ را با خود حمل می کند.

نظریه ی خورشید الکتریکی، و از طرف دیگر، پیشنهاد این نوع فعالیت ها که عامل آن پدیده ی الکترودینامیک بدون جنبش و حتی انرژی الکترواستاتیک است.  فرض اساسی مدل خورشید الکتریکی بر اساس این است که تمام اجرام در پلاسما غوطه ور بوده و همگی توسط جریاناتی با هم در ارتباط هستند.  حتی خورشید نیز ازین ارتباط مستثنی نبوده و با کهکشان و سیارات منظومه خود در ارتباط بوده، این رفتار شبیه رفتار ذرات و شارژ شده در طبیعت خودشان است.

استفان اسمیت

ترجمه بردیا قبادی بیستونی

پ.ن: برگردان نام اصلی این متن به فارسی “گرما، زیر یقه” می باشد.

Hot Under the Collar – Translator: Bardia Ghobadi Bisotooni

هرگونه کپی برداری این از این اثر با ذکر نام آذرخش پارسی بلامانع است.

“من می دانم که خیلی از منتقدان می گویند که برای این چنین واکنش هایی، ستاره ها به اندازه ی کافی داغ نیستند. خب خودشان هنوز در شناخت این راه دچار مشکل هستند، ما به آنها میگوییم بروید و جایی داغ تر پیدا کنید.”

– آرتور ادینگتون

خورشید عمدتا از هیدروژن ( ۷۱% )، هلیوم ( ۲۷% ) و از عناصر دیگری به میزان کمتر که به ترتیب شامل اکسیژن، نیتروژن، سولفور، کربن و ۶ عنصر دیگر ساخته شده است. اگرچه میتوان تمام عناصر روی زمین را بر روی طیف خورشید دید، اما ۱۲ عنصر نام برده شده، ۹۹٫۹% از جرم خورشید را تشکیل می دهند.

خورشید ۱،۳۹۰،۰۰۰ کیلومتر قطر دارد و با یک تقریب مناسب جرم آن ۳۰^۱۰*۱٫۹۸ کیلوگرم است. درجه حرارت سطح خورشید ۵۸۰۰ کلوین اندازه گیری شده که با این نسبت، پیش بینی می شود که در مرکز آن دمای ۱۵۶۰۰۰۰۰ وجود داشته باشد. همان طور که در مدل های استاندارد بیان می شود خورشید باید در مقابل فشار گرانشی خود، یک فشار مخالف رو به بیرون داشته باشد، در غیر صورت در خود فرو ریخته و به یک توپ جامد کوچک تبدیل می شود. این تئوری بیان می کند که باید یک منشاء انرژی در درون خورشید وجود داشته باشد که به این نیروی گرانشی غلبه کند.

در دیدگاه آرتور اِدینگتون(Arthur Eddington) که در کتاب کار کلاسیکش “قانون کلی درون ستارگان” بیان شده، تنها واکنش های هسته ای توانایی تولید این چنین انرژی هایی را دارند که خورشید را در طول میلیون ها سال در مقابل فشار گرانشی خود و یا در اصطلاح ” در مقابل وزن خود ” حفظ کنند. چون فعل انفعالاتی که داشنمندان برای واکنش های هسته ای فیوژن( همجوشی هسته ای) بیان می کردند، تا چندین سال پس از نظریه اِدینگتون مدل سازی ریاضی نداشتند، تا آن زمان بیشتر حرف های اِدینگتون جنبه ی باور و اعتقادی داشت ، تا جنبه تحقیقاتی و علمی .

بطور فرض، چگونه خورشید گرما و نوری که برای ادامه ی حیات کره ی ما نیاز است را تولید می کند ؟

در نظریه ی همجوشی، زمانی که خورشید در حال بیرون آمدن از سحابی خود و به دنیا آمدنش بود، گازهای آن بخاطر گرانش در کنارهم جمع شدند تا زمانی که دمای آنها به ۱۰ میلیارد کلوین رسید. در این زمان، اتم های هیدروژن به ذرات مستقل الکترون و پروتون واپاشی کردند و پروتون ها آزاد شدند و با یکدیگر برخورد کردند. اولین برخورد ها بین پروتون ها، اولین مرحله است از واکنش های هسته ای که زنجیره ی پروتون-پروتون خوانده می شود.

هنگامی که پروتون ها در آن دما باهم برخورد می کنند، سرعت کافی برای فیوز و ترکیب شدن با ذرات دیگر را دارند: دوتریوم، پوزیترون و یک نوترینو. دوتریوم ترکیب پروتون-نوترون هست، و پوزیترون، یک الکترون با بار مثبت است. نوترینوها شبیه به الکترون هستند، با این تفاوت که بار الکتریکی ندارند و تقریبا جرم کم و برابری با الکترون دارند. نوترینو ها بر خلاف الکترون ها که بار الکتریکی دارند و تحت تاثیر نیروی میدان الکترومغناطیسی ، به آنها نیرو وارد می شود، نیرویی از طرف میدان احساس نمی کنند.

مرحله ی دوم در واکنش های پروتون-پروتون، تشکیل ساختار هلیوم۳ است زمانی که دوتریوم با یک پروتون دیگر ترکیب می شود و در همین حال پرتوی گاما آزاد می شود. یک هلیوم۴ و دوعدد نوترون نتیجه ی نهایی واکنش است، با این توضیح که این نتیجه می تواند توسط مسیر های زیادی در واکنش های متفاوت، تولید شود.

در حقیقت، همان طور که والاس تورنهیل به عنوان یک نظریه پرداز مدل الکتریکی بیان می کند،  ستاره ها در یک غلاف پلاسمایی قرار گرفته اند که ممکن است به اندازه یک روز نوری طویل باشد. آنها مرز های بین نواحی تاثیرگذاری الکتریکی ستاره ها و جریان های حرکت کننده در داخل کهکشان هستند:

غلاف پلاسمایی خورشید یا هلیوسفر آن، ۱۰۰ برابر فاصله ی زمین تا خورشد، گسترش یافته است. برای اینکه بتوانیم یک دید درستی نسبت به ابعاد و اندازه ی هلیوسفر خورشید داشته باشیم، به این فکر کنید که می شود کل ستارگان کهکشان راه شیری را در فضای بین مدار پلوتو و خورشید جای داد. هیلوسفر خورشید میتواند ستارگان ۸ کهکشان راه شیری را در خود جای دهد. از نوع رفتار فوتوسفر سردی که خورشید دارد می توان نتیجه گیری کرد که خورشید یک آند یا یک الکترود با بار مثبت دردشارژهای کیهانی است. کرومسفر قرمزنقطه مقابل روشنایی بالای سطح آند در یک تیوب دشارژ است. زمانی که چگالی جریان برای سطح آند بسیار زیاد باشد، پلاسمای ثانویه ی روشنی در درون پلاسمای اولیه ایجاد می شود. این  اتفاق “Anode Tufting” نامیده می شود. روی خورشید، این آندها در کنار هم قرار می گیرند و دانه های خورشید را تشکیل می دهند که به نظر دانه های ریز می رسند.

ستارگان قدرت خویش را از بیرون می گیرند نه از درون. واکنش های هسته ای در روی سطح آن اتفاق می افتد نه درون هسته.  بادهای خورشیدی به عنوان یک ارتباط مستقیم خورشید با سیارات خویش و خوشه ی کیهانی خودش هست، بنابراین نظریه ی ۹۰ساله ی چرخه ی هسته ای که کوره ی خورشید را روشن کرده است، نیاز به بازنگری دارد.

استفان اسمیت

ترجمه بردیا قبادی

Fusion Fires

Translation: Bardia Ghobadi

The Sun in many different wavelengths. Credit: NASA/SDO/Goddard Space Flight Center

متن فوق صرفا، جهت آگاهی علاقه مندان و خوانندگان با مواضع منتقدین مدل همجوشی خورشید و آشنایی با مدل جایگزین الکتریکی گزینش شده ، است، هرگونه استفاده از این ترجمه با ذکر نام مترجم و بخش فارسی پروژه آذرخش آزاد است.

خورشید، چرخه ای خورشیدی را تجربه می کند که حدود ۲۲ سال طول می کشد،  در طول این چرخه  نوسان توان خروجی و تعداد لکه های خورشیدی در سراسر سطح خورشید قابل مشاهده است. در آغاز دوره ی ۱۱ ساله ی اخیر, که انتظار افزایش لکه های خورشیدی می رفت, یک تاخیر وجود داشت ; فعالیت های خورشیدی در زمانی که افزایش آنها پیش بینی شده بود ، خیلی کم و خاموش ماندند.

با این حال از اواخر فوریه سال ۲۰۱۴ , آن دوره ی خاموشی و ساکن ماندن خورشید، با انفجار یک زبانه ی خورشیدی بزرگ از ناحیه ی یک لکه ی خورشیدی فعال, و سپس چندین شوک قدرتمند نیز از دیگر لکه های خورشیدی پرانرژی تر به پایان رسید, که درتصویر بالای صفحه نشان داده شده است.

با توجه به اتفاق آراء, زبانه های خورشید, یا فوران های جرم از تاج (Coronal Mass Ejection), زمانی که حلقه های مغناطیسی دراتمسفر خورشید با یکدیگر “از نو متصل” می شوند, رخ می دهد و باعث یک اتصال کوتاه می شوند. گفته می شود که آزاد شدن آنی ( انفجاری ) انرژی مغاطیسی باعث شتاب دادن گاز های داغ به سمت فضا می شود. هیچکس نمی داند ” باز اتصالی مغناطیسی ” چه چیزی است, اما به عنوان تنها توضیح توسط دانشمندان فیزیک خورشید برای پدیده ی فوران های جرم و زبانه های خورشیدی ارائه شده است.

از آنجا که رسیدن CME ها و برهمکنش آنها با میدان مغناطیسی زمین،  روشنایی و فرکانس شفق های قطبی را افزایش می دهند، می توان نتیجه گرفت که آنها جریانی از ذرات باردار الکتریکی هستند. اگر چه دانشمندان، بیرون ریختن جریان یون ها از خورشید را به عنوان “باد” از خورشید یاد می کنند، و این که این ذرات اتمی مانند بارانی از خورشید به سمت زمین می آیند , و جذب شدن و حرکت آن ها در راستای میدان مغناطیسی به سمت قطب های کره زمین، به طور قطعی ماهیت الکتریکی شان را مشخص می کند.

وال تورنهیل می گوید که: در حالی که تا کنون زمان و منابع عظیمی را در تلاش برای درک ستاره ها بر اساس تنها یک ایده صرف شده است, کسانی که با پدیده تخلیه پلاسما آشنا هستند به پدیده های مشاهده شده در خورشید به خوبی توجه کرده اند و توضیحات ساده ای برای رویداد های خورشیدی، بر پایه ی نظریات الکتریکی دارند. و اکنون پس از ۱۰۰ سال، ” مدل الکتریکی ستارگان ” شروع  به پدیدار شدن کرده است.

تفکر مرسوم پیش نهاد می کند که خورشید ذرات باردار را همان طور که دامنه امواج صوتی افزایش می یابد،  به سمت فضا شتاب می دهد. فوران های درون فوتوسفر Photo Sphere ازطریق “acoustical wave-guides” که به عنوان “مجراهای شار مغناطیسی” شناخته شده به بیرون حرکت می کنند. ساختارهایی به نام  spicules، هزاران کیلومتر بالاتر از فوتواسفر بالا می روند و با خودشان گازهای داغ را حمل می کنند. رفتار کلی آن اشاره می کند که طبیعت این پدیده از جنس الکترومغناطیس است, نه جنبشی وصوتی.

با توجه به پلاسمای بین ستاره ای، نسبت به آن، خورشید مکان هندسی با بار مثبت است. لکه های خورشیدی زمانی که تخلیه های الکتریکی در فوتوسفر نفوذ می کنند, ظاهر می شوند, و اجازه می دهد که جریان الکتریکی در عمق آن جاری شود. لوله های شار الکترومغناطیسی خورشید، قسمت های درونی سرد تر خورشید را تحت الشعاع قرار می دهند. همچنین ، این لوله های شار الکترومغناطیسی بدون شک نقشی در اتصال محیط الکترومغناطیس خورشید با یونوسفر زمین دارند.

همان طور که نظریه خورشید الکتریکی شرح می دهد, لکه های خورشیدی, زبانه ها, گرم شدن تاج و تمام فعالیت های دیگر خورشیدی،به طور حتم و با بیشترین احتمال، نتایج نوسانات در ورودی های جریان های الکتریکی کهکشان ما  هستند. رشته های جریان بیرکلند به آرامی از کنار منظومه شمسی چرخش کرده و به عنوان تامین کننده نیرو،به اندازه بیشینه یا کمینه( ماکسزیمم یا مینیمم که در دوره های خورشیدی دیده می شود) برای خورشید، از ناحیه منظومه شمسی عبور می کنند. همچنین خورشید می تواند چرخه ای که  تحت تاثیر مدار کهکشانی خود است را هم تجربه کند.

طول مدار الکتریکی که به خورشید متصل است ناشناخته است, اما احتمالا هزاران سال نوری طول دارد. چه مقدار انرژی الکتریکی ممکن است در چنین محدوده مغناظیسی  “خطوط انتقال “وجود داشته باشد؟ هیچکس نمی داند, اما اختر شناسان به طور مستمر توسط انفجارهای باور نکردنی که از زبانه های خورشیدی مشاهده می شود, شگفت زده می شوند.

استفان اسمیت

مترجم: امید محمدی

 Solar Max – translator: Omid Mohammadi

هرگونه استفاده از این متن با ذکر نام “بخش فارسی پروژه آذرخش” بلا مانع است