سیاره ما دائماً در وزش بادهای منتشر شده از کره ای بسیار گرم در مرکز منظومه شمسی ما قرار دارد. اما حتی اگر به نظر مسخره برسد که خود خورشید با وجود این همه حرارتی که دارد ولی هنگامی که بادهای خورشیدی به زمین می رسند، دمای آنها از آنچه باید باشند داغ تر هستند. آیا الکترون ها نقشی دارند؟ با این وجود ما ممکن است در نهایت دلیل این پدیده را بفهمیم.
ما می دانیم که ذرات تشکیل دهنده پلاسمای هلیوسفر خورشید در هنگام انتشار سرد می شوند. مشکل این است که به نظر می رسد آنها وقت شیرین خود را با این کار سپری می کنند ولی دمای آنها بسیار کندتر از آنچه پیش بینی می شود، کاهش می یابد.
فیزیکدان استاس بولدیرف از دانشگاه ویسکانسین – مدیسون می گوید: اشخاص زیادی از زمان کشف آن در سال 1959 به مطالعه بادهای خورشیدی پرداختند، اما بسیاری از خصوصیات مهم در پلاسما وجود دارد که هنوز به خوبی درک نشده اند.
در ابتدا، محققان تصور می كردند كه بادهای خورشیدی باید بسیار سریع خنك شوند زیرا از خورشید منبسط می شوند، اما اندازه گیری های ماهواره ای نشان می دهد كه با رسیدن به زمین دمای آن 10 برابر بیشتر از حد انتظار است.
این تیم تحقیقاتی برای آزمایش پلاسما در حال حرکت از تجهیزات آزمایشگاهی استفاده کردند و اکنون فکر می کنند که جواب این مشکل در دریایی به دام افتاده از الکترون ها است که به نظرمی رسد نمی توانند از چنگ خورشید فرار کنند.
فرایند گسترش به خودی خود مدتهاست که تابع قوانین آدیاباتیک است، اصطلاحی که صرفاً بدان معنی است که انرژی گرمایی از یک سیستم اضافه یا حذف نمی شود. این اعداد را خوب و ساده نگه می دارد، اما به نظر نمیرسد که مکان هایی وجود دارند که انرژی در جریان ذرات وارد یا از آن خارج شوند.
متأسفانه، سفر الکترونیکی چیزی ساده است، که با وجود میدانهای مغناطیسی وسیع مانند یک چرخ دستی از جهنم دور می شود این هرج و مرج فرصت زیادی را برای انتقال گرما به عقب فراهم می کند.
فقط به دلیل پیچیده تر کردن امور، به لطف جرم ناچیز آن، الکترون ها هنگامی که از جو خورشید به بیرون پرتاب میشوند از یون های سنگین تر شروع می کنند و ابرهای ذره ای مثبت از خود به جای میگذارد.
سرانجام، جذابیت فزاینده بین دو بار متضاد بر اینرسی آن الکترون های جدا شده غلبه می کند و آنها را به خط شروع جایی که میدان های مغناطیسی بار دیگر با مسیرهای خود ویران می کنند باز می گرداند.
بولدیرو می گوید :این الکترونهای برگشتی به گونه ای منعکس شده اند که از خورشید دور می شوند، اما دوباره به دلیل نیروی الکتریکی جذاب خورشید نمی توانند فرار کنند.
بنابراین، سرنوشت آنها مانند توپی که به زمین میخورد به عقب و جلو پرش می کنند و جمعیت زیادی از الکترون های به اصطلاح به دام افتاده را ایجاد می کنند.
بولدیرف و همکارانش بازی مشابهی از بازی کردن الکترون به صورت پینگ پنگی را در آزمایشگاه خود، در داخل دستگاهی که معمولاً برای مطالعه پلاسما بنام دستگاه آینه استفاده می شود، ترتیب دادند.
ماشینهای آینه در واقع حاوی هیچ آینه ای نیستند. حداقل شبیه نوع براق از آنها نیستند این دستگاههای فیوژن خطی همچنین به عنوان آینه های مغناطیسی یا تله های مغناطیسی شناخته می شوند که کمی بیشتر از طول لوله با دو روزنه ای در دو انتهای آنها هستند.
ماهیت منعکس کننده آنها به صورت جریانهای پلاسمائی که در هر دو انتهای بطری در حال عبور از آن هستند، ایجاد می شوند و میدان مغناطیسی اطراف را تغییر می دهند به گونه ای که ذرات درون جریان دوباره به داخل بازگردند.
بولدیرف می گوید: اما بعضی از ذرات می توانند فرار کنند، و هنگام فرار از دستگاه، آنها در امتداد گسترش خطوط میدان مغناطیسی در خارج از بطری جریان می یابند.
از آنجا که فیزیکدانان می خواهند این پلاسما را بسیار داغ نگه دارند، می خواهند بدانند که چگونه دمای الکترونهایی که از بطری فرار می کنند خارج از این دهانه کاهش می یابد.
یا اگر شما بولدیرو و تیم او هستید، آن الکترون های نشتی را می توان مورد مطالعه قرار داد تا بتوانند آنچه را که در بادهای خورشیدی ما اتفاق می افتند، بهتر بشناسند.
او و همكارانش پیشنهاد دادند که جمعيت الكترون هاي به دام افتاده كه به جلو و عقب يو يو می کنند نقش مهمي در نحوه توزيع الكترون ها؛ انرژي گرماي آنها، تغيير توزيع معمول سرعت ذرات و دما؛ به روش هاي قابل پيش بيني دارند.
بولدیرو می گوید: به نظر می رسد که نتایج ما با اندازه گیری های دمای باد خورشیدی که به زمین برخورد می کنند بسیار همسو است و آنها ممکن است توضیح دهند که چرا دمای الکترون با فاصله بسیار کم کاهش می یابد.
پیدا کردن چنین مطابقت خوب بین چهره های دستگاه آینه و آنچه در فضا می بینیم، می تواند پدیده های خورشیدی دیگری باشد که ارزش مطالعه این روش را دارند.
منبع:sciencealert
