مارک جانستون، عکاس نجومی ساکن ایالت آریزونا، در تاریخ ۳۱ مه ۲۰۲۶ تلسکوپ خود را به سمت افق در حیاط خانهای در شهر اسکاتسدیل نشانه رفت تا فعالیتهای خورشیدی را رصد کند. اما آنچه او مشاهده کرد، منظرهای بود که تاکنون به این شکل ثبت نشده بود و توجه علاقهمندان به نجوم را به خود جلب کرد. جانستون با استفاده از یک فیلتر ویژه هیدروژن-آلفا و تمرکز بر لبه خورشید موفق شد ابر عظیمی از پلاسما را ثبت کند که از نظر ظاهری شباهت عجیبی به یک غول ایستاده داشت؛ گویی پیکرهای عظیم در حال برخاستن از لبه خورشید است و بدون حرکت در فضا ایستاده است.
این تصویر خیرهکننده به سرعت در میان جامعه نجوم و علاقهمندان به عکاسی فضایی مورد توجه قرار گرفت، زیرا شکل غیرمعمول این توده پلاسما باعث شد بسیاری از افراد آن را با یک موجود انسانی عظیمالجثه مقایسه کنند. هرچند چنین شباهتی تنها یک توهم بصری ناشی از الگوهای طبیعی موجود در خورشید است، اما همین موضوع جذابیت تصویر را دوچندان کرده است.
این نخستین رویداد جالب خورشیدی در هفتههای اخیر نبود. چند روز پیش از آن، در تاریخ ۲۲ مه، یک زبانه خورشیدی متفاوت مقدار بسیار زیادی از مواد خورشیدی را به فضا پرتاب کرده بود. این پدیده که در علم نجوم با عنوان «باران تاج خورشیدی» یا Coronal Rain شناخته میشود، زمانی رخ میدهد که پلاسماهای موجود در ساختارهای مغناطیسی خورشید سرد شده و سپس تحت تأثیر نیروهای مختلف به سمت پایین حرکت میکنند یا به بیرون از ساختارهای خورشیدی پرتاب میشوند. چنین رویدادهایی بخشی از چرخه طبیعی فعالیتهای خورشیدی هستند و اطلاعات ارزشمندی درباره رفتار میدانهای مغناطیسی خورشید در اختیار دانشمندان قرار میدهند.
نقش اصلی میدانهای مغناطیسی در شکلگیری این ساختارهای شگفتانگیز
بر اساس توضیحات سازمان فضایی ناسا، زبانههای خورشیدی یا Solar Prominences ساختارهای بسیار بزرگی از پلاسما هستند که در مقایسه با تاج خورشیدی یا کرونا، دمای پایینتر و چگالی بیشتری دارند. این ساختارها میتوانند برای ساعتها، روزها یا حتی هفتهها در بالای سطح خورشید معلق باقی بمانند.
شاید در نگاه اول به نظر برسد که چنین تودههای عظیمی باید تحت تأثیر گرانش خورشید به سرعت سقوط کنند، اما عامل اصلی که آنها را در جای خود نگه میدارد، میدان مغناطیسی بسیار قدرتمند خورشید است. خطوط میدان مغناطیسی همانند رشتههای نامرئی عمل میکنند و پلاسما را در مسیرهای مشخص هدایت کرده و از پراکنده شدن آن جلوگیری میکنند.
هنگامی که این زبانهها از کنار یا لبه خورشید مشاهده شوند، به شکل قوسها و کمانهای درخشان و نورانی دیده میشوند. اما زمانی که همان ساختارها در مقابل قرص روشن خورشید قرار بگیرند، به دلیل تضاد نوری به صورت نوارهای تیرهرنگ ظاهر میشوند که در علم خورشیدشناسی «فیلامان» یا رشته خورشیدی نام دارند.
مارک جانستون در توضیح این پدیده اشاره کرده است که حرکت پلاسما در تصاویر ثبتشده ممکن است نوعی حس وزش باد یا جریان هوا را به بیننده منتقل کند. با این حال، او تأکید میکند که این برداشت کاملاً دقیق نیست. در واقع، هیدروژن یونیزهشده موجود در این ساختارها در امتداد خطوط نامرئی میدان مغناطیسی حرکت میکند و آنچه ما به صورت پیچوخم یا حرکت موجدار مشاهده میکنیم، نتیجه شکل میدانهای مغناطیسی است نه وزش باد به معنای معمول آن.
به گفته وی، گرانش خورشید در این فرایند نقش دارد، اما تأثیر آن نسبت به نیروهای مغناطیسی بسیار کمتر است. این میدانهای مغناطیسی هستند که تعیین میکنند پلاسما چگونه حرکت کند، در کجا جمع شود و چه شکلی به خود بگیرد.
یکی از برداشتهای نادرستی که بسیاری از افراد درباره خورشید دارند این است که تصور میکنند سطح خورشید مانند یک آتش عظیم در حال سوختن است. مارک جانستون نیز در توضیحات خود به این موضوع اشاره کرده و تلاش کرده این تصور اشتباه را اصلاح کند.
او توضیح میدهد که برخلاف ظاهر شعلهمانند زبانههای خورشیدی، هیچ آتشی به معنای متعارف روی خورشید وجود ندارد. سطح خورشید عمدتاً از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما حالتی از ماده است که در آن اتمها به دلیل دمای بسیار بالا یونیزه شدهاند و الکترونهای آنها از هسته جدا شدهاند.
درخشش شدید خورشید به دلیل دمای فوقالعاده بالای آن است، نه به دلیل احتراق یا سوختن شیمیایی. برای درک بهتر این موضوع میتوان سطح خورشید را با صفحه فلزی یک اجاق بسیار داغ مقایسه کرد. زمانی که فلز به شدت گرم میشود، به رنگ قرمز یا حتی سفید درخشان درمیآید، اما در واقع در حال سوختن نیست. خورشید نیز به شکلی مشابه نور و گرمای عظیمی تولید میکند، اما این فرایند ناشی از واکنشهای هستهای در مرکز آن است و نه سوختن شیمیایی مانند آنچه در آتش روی زمین رخ میدهد.
برای ثبت چنین جزئیاتی از خورشید نمیتوان از تلسکوپهای معمولی استفاده کرد. نور خورشید آنقدر شدید است که مشاهده مستقیم آن بدون تجهیزات مناسب نهتنها جزئیات خاصی را نشان نمیدهد، بلکه میتواند به تجهیزات نوری و حتی بینایی انسان آسیب برساند.
جانستون برای ثبت این تصاویر از یک تلسکوپ شکستی با قطر دهانه ۱۶۰ میلیمتر استفاده کرده است. مهمترین بخش این سامانه رصدی، فیلتر هیدروژن-آلفا بوده است؛ فیلتری تخصصی که تنها طول موج خاصی از نور هیدروژن را عبور میدهد.
این طول موج برابر با ۶۵۶٫۳ نانومتر است و یکی از مهمترین طول موجها برای مطالعه فعالیتهای خورشیدی محسوب میشود. با استفاده از این فیلتر، ساختارهایی مانند زبانههای خورشیدی، فورانهای پلاسما و رشتههای مغناطیسی با وضوح بسیار بیشتری قابل مشاهده میشوند.
در حقیقت، اگر از یک تلسکوپ معمولی بدون چنین فیلتری استفاده شود، مشاهده این جزئیات تقریباً غیرممکن خواهد بود. فیلتر هیدروژن-آلفا به اخترشناسان و عکاسان نجومی اجازه میدهد لایههای خاصی از جو خورشید را مطالعه کرده و پدیدههایی را مشاهده کنند که در نور مرئی قابل تشخیص نیستند.
اهمیت این مشاهدات در دوره بیشینه خورشیدی
این نوع مشاهدات بهویژه در دورهای که خورشید به مرحله «بیشینه خورشیدی» یا Solar Maximum نزدیک میشود، اهمیت بیشتری پیدا میکنند. بیشینه خورشیدی بخشی از چرخه تقریباً یازدهساله فعالیت خورشید است که در آن تعداد لکههای خورشیدی، فورانها، شرارهها و زبانههای خورشیدی به بیشترین میزان خود میرسد.
در چنین دورهای، فعالیتهای مغناطیسی خورشید شدت بیشتری پیدا میکنند و رویدادهای دیدنی و گاه بسیار عظیمی در سطح و جو خورشید رخ میدهد. ثبت تصاویر دقیق از این پدیدهها نهتنها از نظر زیبایی بصری ارزشمند است، بلکه به دانشمندان کمک میکند رفتار میدانهای مغناطیسی خورشید را بهتر درک کنند و اثرات احتمالی فعالیتهای خورشیدی بر زمین، ماهوارهها و سامانههای ارتباطی را با دقت بیشتری پیشبینی کنند.
تصویری که مارک جانستون از این زبانه خورشیدی غولپیکر ثبت کرده، نمونهای چشمگیر از شگفتیهای بیپایان خورشید است؛ ستارهای که با وجود مطالعه مداوم توسط دانشمندان، همچنان پدیدههای تازه و غیرمنتظرهای را در برابر چشمان بشر قرار میدهد.
