فضا و ستاره‌شناسیپیش‌چاپمشاهده۳ دقیقه مطالعه

گرداب‌های ریز روی خورشید

سطح مرئی خورشید، شیدسپهر (فوتوسفر)، هرگز آرام نیست. پوشیده از دانه‌ها (granules) است: سلول‌هایی از پلاسمای داغ که در میانه بالا می‌آیند، سرد می‌شوند، سپس در امتداد مسیرهای تیره‌تری که میانشان است فرو می‌روند. در این آشوب، گاز می‌چرخد نیز.

گرداب‌هایی در هر اندازه

ساختارهای چرخان پلاسما روی خورشید در گسترهٔ وسیعی از مقیاس‌ها دیده شده‌اند، از چند هزار کیلومتر تا چند صد کیلومتر. گمان می‌رود که انرژی و میدان مغناطیسی پیچیده را از سطح به فام‌سپهر (کروموسفر) و تاج خورشیدی می‌برند و شاید به گرم کردن این لایه‌های بالایی کمک کنند.

شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته (کد MURaM) فراتر رفتند. آن‌ها جمعیت پرشماری از گرداب‌های بسیار کوچک‌تر، به پهنای 50 تا 100 کیلومتر، را پیش‌بینی کردند که در مسیرهای میان دانه‌ها پنهان‌اند. پژوهشی در سال 2021 حتی پیشنهاد کرد که ورقه‌های جریان الکتریکی در لبه‌های آن‌ها می‌توانند فام‌سپهر را به‌طور کارآمدی گرم کنند. اما هیچ ابزاری به اندازهٔ کافی تیزبین نبود تا آن‌ها را ببیند: بهترین رصدهای پیشین به ساختارهایی در حدود 150 کیلومتر می‌رسیدند.

تیزبین‌ترین چشم بر خورشید

تلسکوپ خورشیدی دانیل کی. اینویه (DKIST)، بر فراز هالیاکالا در هاوایی، آینه‌ای 4 متری دارد. در 14 آوریل 2025، دوربینی آزمایشی از مؤسسهٔ ماکس پلانک در گوتینگن ناحیهٔ مغناطیسی کوچکی نزدیک یک منفذ تیره را، در طول موج 416 نانومتر، با سرعت 740 تصویر در ثانیه ثبت کرد.

گروه دسته‌های 2,000 تصویری خام را در هر تصویر نهایی تیز ترکیب کرد. نتیجه: 143 تصویر، هر 1.35 ثانیه یکی، که حدود 3.2 دقیقه را پوشش می‌دهند، با تفکیک‌پذیری 12.3 کیلومتر. میدان دید حدود 4,900 در 4,100 کیلومتر بود.

سپس دنبال کردند که الگو از یک تصویر به تصویر بعد چگونه جابه‌جا می‌شود و از آزمونی ریاضی بهره گرفتند که جریان‌هایی را که به‌راستی می‌چرخند جدا می‌کند.

نقشهٔ دانه‌بندی خورشید با پیکان‌های سرعت، و دو صفحهٔ کوچک از جریان‌های چرخان.

حرکت میانگین پلاسما در طول 3.2 دقیقه، با نماهای نزدیک از دو گرداب که در جهت‌های مخالف می‌چرخند. — شکل 2، Vargas Domínguez و همکاران (2026)، arXiv:2609.30051.

آنچه دیدند

  • 201 گرداب آشکار شد، تا 7 گرداب هم‌زمان.
  • قطر معمول (میانه) آن‌ها: 38.6 کیلومتر. بیش از 99% کوچک‌تر از 50 کیلومترند.
  • دورهٔ چرخش معمول: 37.3 ثانیه، چنان‌که شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی کرده بودند.
  • بی هیچ جهت ترجیحی: 54% به یک سو می‌چرخند، 46% به سوی دیگر — در این مقیاس‌ها، نیروی کوریولیس ناشی از چرخش خورشید هیچ نقشی ندارد.
  • بیشترشان در مسیرهای میان دانه‌ها جای دارند، باز هم چنان‌که پیش‌بینی شده بود.

صفحه‌هایی از تصاویر خورشیدی با گرداب‌های دایره‌کشیده و هیستوگرام‌ها.

خلاصهٔ آشکارسازی: گرداب‌های یافته‌شده در هر تصویر، اندازه‌هایشان (میانه 38.6 کیلومتر)، دوره‌های چرخش و طول عمرشان. — شکل 3، Vargas Domínguez و همکاران (2026)، arXiv:2609.30051.

به گفتهٔ نویسندگان، این نخستین رصد مستقیم این گرداب‌های زیردانه‌ای است — با قطری حدود ده برابر کوچک‌تر از گرداب‌هایی که در سال 2008 رصد شدند.

گام بعدی: دنبال کردنشان به بالا

شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی می‌کنند که چنین گرداب‌هایی امواج پیچشی را به جو بالای خود می‌فرستند. گروه اکنون قصد دارد همتایان آن‌ها را در ارتفاع بالاتر، در فام‌سپهر، جست‌وجو کند. این کار مستقیماً می‌آزماید که آیا این گرداب‌های ریز به گرم شدن جو خورشید کمک می‌کنند یا نه.

محدودیت‌ها

داده‌ها تنها 3.2 دقیقه و یک ناحیه را پوشش می‌دهند. آستانهٔ آشکارسازی عمداً سخت‌گیرانه بود: تنها شدیدترین و فشرده‌ترین گرداب‌ها را نگه می‌دارد. گرداب‌های بزرگ‌تر و کندتری که در فیلم دیده می‌شوند شمرده نشده‌اند — پس بی‌گمان تعدادشان بیشتر است.

Legal notice