دینام خورشیدی: «مدارگرد خورشیدی» اولین تصاویر را از قطب خورشید ثبت کرد

برای درک بهتر دینام خورشیدی، مطالعه قطب‌های خورشیدی ضروری است، با این حال تمام مشاهدات خورشید تاکنون از حدود استوای خورشیدی انجام شده است. به دلیل دید محدود از صفحه دایره‌البروج، تصویربرداری از قطب‌های خورشیدی امکان‌پذیر نبود. اخیراً، مسیر فضاپیمای «مدارگرد خورشیدی» با موفقیت ۱۷ درجه پایین‌تر از استوای خورشید کج شد که به این کاوشگر اجازه داد تا در طول پرواز خود از کنار خورشید در مارس ۲۰۲۵، در زمانی که خورشید در حداکثر چرخه خورشیدی فعلی خود بود و میدان مغناطیسی آن در حال چرخش به سمت معکوس شدن قطب‌ها بود، اولین تصاویر را از قطب جنوب خورشید بگیرد. تجزیه و تحلیل نتایج فعلی و مطالعات بیشتر مناطق قطبی خورشید در آینده از مدارهای کج، به درک بهتر باد خورشیدی و پیش‌بینی دقیق آب و هوای فضا کمک خواهد کرد.

دینام عموماً به عنوان وسیله‌ای در نظر گرفته می‌شود که انرژی مکانیکی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند، با این حال به معنای مولد میدان مغناطیسی نیز هست. در نجوم، به چگونگی تولید میدان مغناطیسی توسط اجرام آسمانی مانند زمین یا خورشید اشاره دارد. در مورد زمین، جریان مداوم آهن مایع در هسته بیرونی آن، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که از اشکال حیات و زیرساخت‌های فنی در برابر بادهای خورشیدی یونیزه کننده قدرتمند محافظت می‌کند. میدان مغناطیسی زمین پس از یک بازه زمانی متوسط حدود ۳۰۰۰۰۰ سال، زمانی که قطب‌های مغناطیسی شمال و جنوب جای خود را عوض می‌کنند، دچار وارونگی قطب می‌شود. آخرین وارونگی قطب مغناطیسی در زمین حدود ۷۸۰۰۰۰ سال پیش رخ داد.

میدان مغناطیسی خورشید بسیار شدیدتر و پویاتر است زیرا یک توپ بزرگ از پلاسمای در حال چرخش است. حرکت گازهای باردار داغ در داخل، به ویژه از ناحیه همرفت به سمت فوتوسفر، میدان‌های مغناطیسی قوی ایجاد می‌کند که برخلاف میدان زمین، در طول چند سال به طور چشمگیری به صورت چرخه‌ای تغییر می‌کند و چرخه لکه‌های خورشیدی و وارونگی قطب‌های مغناطیسی را به صورت دوره‌ای هر 11 سال نشان می‌دهد. این تغییرات، باد خورشیدی و آب و هوای فضایی را تعیین می‌کنند که تأثیر بسیار زیادی بر اشکال حیات و زیرساخت‌های فناوری روی زمین دارد، از این رو نیاز به درک بهتر دینام خورشیدی وجود دارد.

درک بهتر دینام خورشیدی نیازمند مشاهده قطب‌های خورشیدی از طریق طیف‌سنجی و قطبش‌سنجی است. با این حال، قطب‌های خورشیدی تاکنون به دلیل دید محدود کاوشگرهای فضایی که در صفحه دایره‌البروج، یک دیسک مسطح در اطراف خورشید که زمین، سایر سیارات و همه کاوشگرهای فضایی در آن به دور خورشید می‌چرخند، قرار دارند، مشاهده نشده‌اند. تمام تصاویر خورشید از اطراف استوای خورشیدی گرفته شده است. صفحه دایره‌البروج نسبت به استوای خورشید ۷ درجه کج شده است. با این حال، این برای مشاهده واضح قطب‌های خورشیدی کافی نیست. تلسکوپ‌های زمینی نیز از همین محدودیت رنج می‌برند. خوشبختانه، این محدودیت اخیراً برطرف شده است.

در فوریه ۲۰۲۵، کاوشگر «مدارگرد خورشیدی» آژانس فضایی اروپا پس از پروازی کوتاه بر فراز سیاره زهره، توانست مدار خود را ۱۷ درجه پایین‌تر از خط استوای خورشیدی و خارج از صفحه دایره‌البروج کج کند. این حرکت برای مشاهده مستقیم قطب جنوب خورشید کافی بود. در مارس ۲۰۲۵، این کاوشگر با موفقیت چندین تصویر از قطب جنوب خورشید گرفت.

این تصاویر از قطب جنوب خورشید در زمانی گرفته شده‌اند که خورشید در حال عبور از حداکثر چرخه خورشیدی فعلی خود بود و میدان مغناطیسی آن در حال چرخش به سمت وارونگی قطب‌ها بود. تصاویر به وضوح وجود هر دو قطب شمال و جنوب را در قطب جنوب نشان می‌دهند که نشان‌دهنده چرخش قطب‌ها است. در نتیجه، قطب جنوب در حالت آشفتگی به نظر می‌رسد. پس از تکمیل وارونگی، قطب واحد باید به آرامی ایجاد شود. تصاویر جدید باید در درک مکانیسم چگونگی ایجاد قطب‌ها مفید باشند.

ابزار مدارگرد خورشیدی همچنین اندازه‌گیری‌هایی از حرکت مواد خورشیدی در یک لایه خاص از خورشید انجام داده است که می‌تواند نشان دهد چگونه ذرات یونیزه شده به شکل باد خورشیدی از خورشید فرار می‌کنند. چنین اندازه‌گیری‌هایی از مناطق قطبی به درک بهتر باد خورشیدی کمک می‌کند.

تجزیه و تحلیل نتایج اولین مشاهدات از ناحیه قطبی خورشید از مدار جدید و مایل کاوشگر و مطالعات مشابه آینده، درک ما از میدان مغناطیسی خورشید، باد خورشیدی و آب و هوای فضا را به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد.

***

منابع:

هارا، ل.، مولر، د. مدارگرد خورشیدی: مروری کوتاه بر ماموریت و نتایج علمی اولیه. Astrophys Space Sci 370، 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3