علمیفضاگوناگون

فوران بی‌سابقه هلیوم-۳ از خورشید، عنصری کمیاب و پرکاربرد برای آینده

به ‌تازگی فورانی نادر از نوعی ایزوتوپ سبک‌وزن و کمیاب به نام هلیوم-۳ (³He) از سطح خورشید مشاهده شده است. این ایزوتوپ، که تنها یک نوترون کمتر از هلیوم معمولی (۴He  )دارد، به‌ندرت در منظومه شمسی دیده می‌شود و معمولاً نسبت آن تنها یک به هر ۲۵۰۰ یون هلیوم-۴ است. اما طبق گفته رادوسلاو بوچیک، دانشمند ارشد مؤسسه تحقیقات جنوب غربی آمریکا، به‌نظر می‌رسد که فوران‌های خورشیدی تمایل دارند این ایزوتوپ خاص را به‌دلیل نسبت بار به جرم منحصربه‌فردش، با انرژی بیشتری شتاب دهند.

نمایی از خورشید با فیلتر زرد تیره؛ در تصویر، حلقه‌ها و شراره‌هایی از اطراف خورشید دیده می‌شود.
فضاپیمای Solar Orbiter این تصویر را در جریان نزدیک‌ترین عبورش از خورشید در مارس ۲۰۲۲ ثبت کرده است. در آن زمان، این فضاپیما حتی از سیاره عطارد نیز به خورشید نزدیک‌تر بود.
(اعتبار تصویر: آژانس فضایی اروپا – ESA)

هلیوم-۳ به‌دلیل کاربردهای بالقوه‌اش در حوزه‌هایی مانند همجوشی هسته‌ای، انرژی پاک، فناوری‌های سرمازا، محاسبات کوانتومی، تصویربرداری پزشکی و آشکارسازی نوترون‌ها، بسیار ارزشمند است. این ایزوتوپ در ماه، به‌دلیل نبود میدان مغناطیسی، نسبت به زمین فراوانی بیشتری دارد، چرا که ذرات خورشیدی مانند هلیوم-۳ به سطح ماه می‌رسند و در آنجا رسوب می‌کنند. همین موضوع موجب افزایش علاقه به پروژه‌های استخراج این عنصر از سطح ماه برای استفاده‌های آینده شده است.

این فوران اخیر توسط فضاپیمای Solar Orbiter، مأموریت مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا، ثبت شده است. این فضاپیما افزایش ۲۰۰هزار برابری در ذرات هلیوم-۳ را شناسایی کرد؛ ذراتی که با سرعتی به‌مراتب بالاتر از عناصر سنگین‌تر حرکت می‌کردند. رصدهای تکمیلی توسط رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا (SDO) نشان داد که منشأ این فوران، یک فوران کوچک در نزدیکی حفره‌ای تاجی در سطح خورشید بوده است؛ منطقه‌ای که میدان مغناطیسی خورشید به فضای بیرونی باز می‌شود.

در این تصویر فرابنفش شدید از رصدخانه دینامیک خورشیدی (SDO)، پیکان آبی نقطه‌ای کوچک و درخشان را در لبه یک حفره تاجی (مشخص‌شده با خطوط قرمز) نشان می‌دهد که منشأ فوران هلیوم-۳ بوده است.
(اعتبار تصویر: ناسا / SDO / AIA)

دانشمندان از این پدیده شگفت‌زده شدند چون برخلاف انتظار، فوران از ناحیه‌ای آرام و با میدان مغناطیسی ضعیف رخ داده بود، نه از مناطق فعال و پرانرژی خورشید که معمولاً چنین اتفاق‌هایی در آن‌ها دیده می‌شود. این کشف تأیید می‌کند که مناطق آرام‌تر خورشید، که میدان مغناطیسی ضعیف‌تری دارند، مکان بهتری برای شکل‌گیری و تجمع هلیوم-۳ هستند.

همچنین الگوی غیرمنتظره‌ای از افزایش یون‌ها دیده شده است: به‌جای عناصر سنگین مانند آهن، این فوران همراه با عناصری چون کربن، نیتروژن، سیلیکون و گوگرد رخ داده که نشان‌دهنده مکانیزم‌های ناشناخته‌ای در فرایند شتاب‌گیری ذرات خورشیدی است. تنها ۱۹ مورد مشابه از چنین رویدادی در ۲۵ سال گذشته ثبت شده و این پدیده نادر می‌تواند بینش‌های تازه‌ای درباره سازوکارهای درونی خورشید ارائه دهد.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا