لکه‌های خورشیدی که نمایانگر چگالی زیاد میدان مغناطیسی در نقاط خاصی از خورشیدند، هرازچندگاهی به وجود آمده و از روی زمین به راحتی قابل مشاهده هستند. چرخش لکه‌های خورشیدی دلیل اصلی به‌وجودآمدن فوران‌های خورشیدی فرض شدهاند. فوران‌های خورشیدی در واقع انفجارهای پر توانی هستند که در سطح خورشید رخ داده و تابش الکترومعناطیسی قوی و ذرات باردار به فضا پرتاب می‌کنند. در تحقیق جدیدی که در این مقاله ارائه شده است، نشان داده می‌شود که فوران‌ها نیز به نوبه‌ی خود بر لکه‌های خورشیدی تاثیر می‌گذارند. محققان این مقاله بر این باورند که فوران‌ها باعث می‌شوند سرعت چرخش لکه‌های خورشیدی نسبت به قبل از فوران افزایش یابد.
لکه‌های خورشیدی به طور مداوم می‌چرخند که به احتمال زیاد با ذخیره‌ی انرژی مغناطیسی آزاد (متناسب با جریان‌های تاج خورشید) در ارتباط است. ذرات باردار عموما می‌توانند از سمت بخش‌های مغناطیسی تاج به سمت جو رقیق حلقه‌های مغناطیسی تازه‌تشکیل‌شده حرکت کنند و تابش‌های پرتو ایکس سخت و H-آلفا به وجود آورند. پلاسمای داغ متعاقبا تبخیر شده، حلقه‌های فوران را تغذیه می‌کند، و پرتو ایکس نرم و طول‌موج‌های دیگر تابش می‌کند. از آن‌جایی که شار مغناطیسی در تاج خورشید با فوتوسفر(۱) با چگالی زیاد مرتبط دانسته می‌شود، امکان وجود مدل غیر ذره‌ای برای توضیح مدل‌های فوران‌ها و خروج مواد از تاج خورشید تاکنون در نظر گرفته نشده است. تنها در یک مطالعه‌ی دیگر رابطه‌ی چرخش لکه‌ی خورشیدی با فوران بررسی شده است که در آن نتیجه‌ای قطعی درباره‌ی چگونگی این ارتباط ارائه نشده است.
شکل ۱. فوران خورشیدی و چرخش لکه‌ی خورشیدی به‌وجود‌آمده. شکل‌های c ،a، و e تصاویر H-آلفای تلسکوپ خورشیدی جدید است و شکل‌های d، b، و f تصاویر TiO. این تصاویر چرخش لکه‌ی خورشیدی را در سه فاز نشان می‌دهند. میدان مغناطیسی با کانتورها در تصاویر H-آلفا نشان داده شده است. فلش‌ها در تصاویر سمت راست، جریان در بخش‌های f1 و f2 را نشان می‌دهد که مقدار متوسط در سه بازه‌ی زمانی مختلف (برای بهترنشان‌دادن حرکت چرخشی) است. منحنی‌های سفیدرنگ روبان‌های فوران H-آلفای هم‌زمان است.
تحول میدان مغناطیسی فوتوسفر خورشید که توسط جریان‌های سطحی و خروج شاری از مواد هدایت می‌شود، نقش مهمی در تشکیل ساختار میدان تاج خورشید و مهم‌تر از آن در به‌وجودآوردن انرژی آزاد در تاج دارد که منجر به تقویت فوران‌های خورشیدی می‌شوند. در این مطالعه، رابطه‌ی بین لکه‌های خورشیدی فوتوسفر و فوران‌های تاج خورشیدی با استفاده از رصدهای دقیق بررسی شده است. برای این کار از تلسکوپ جدید خورشیدی(۲) ۱.۶ متری رصدخانه‌ی خورشیدی خرس بزرگ(۳) استفاده شده است و فورانی که در ماه ژوئن ۲۰۱۵ رخ داده است، با جزییات مورد مطالعه قرار گرفته است (شکل ۱). بخش مرکزی فوران دو روبان جدا در H-آلفا نشان می‌دهد. به‌خصوص روبان فوران سمت راستی از درون بخش سایه‌ی(۴) دو لکه‌ی خورشیدی که در شکل ۱ با f1 و f2 مشخص شدهاند، می‌گذرد. فیلم‌های شماره‌ی ۱، ۲، و ۳ در این سایت نشان می‌دهند که f1 و f2 (به خصوص f1) حرکت چرخشی ناگهانی در جهت ساعت‌گرد از خود بروز می‌دهند که به طور قابل توجهی با فوران مرتبط است. این اولین باری است که تصاویر با جزییات زیاد از ساختار داخلی سایه‌ها گرفته می‌شود. هم‌چنین اولین باری است که چرخش ناگهانی لکه‌ی خورشیدی درست بعد از یک فوران مشاهده می‌شود. شکل ۱ب طرح‌های جریان در بخش‌های f1 و f2 را درست قبل از فوران نشان می‌دهد. این مطالعات به وضوح نشان می‌دهند که لکه‌های خورشیدی f1 و f2 در اثر انرژی آزادشده از فوران می‌چرخند و چرخششان تصاعدی و دیفرانسیلی است.
(۱) Photosphere
(۲) New Solar Telescope
(۳) Big Bear Solar Observatory
(۴) umbra: بخش تاریک در مرکز لکه‌ی خورشیدی
عنوان اصلی مقاله: Flare differentially rotates sunspot on Sun’s surface
نویسندگان: Chang Liu, et al.
این مقاله در نشریه‌ی Nature Communications چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: https://arxiv.org/abs/1610.02969
گردآوری: آزاده کیوانی
