მზის მაგნიტური ველის უადგილო სიძლიერე…

 მზის ლაქების ერთ-ერთი ჯგუფის შესწავლის მერე, იაპონელმა ასტროფიზიკოსებმა ჩვენი მნათობის ზედაპირზე, პატარა(ათას კილომეტრამდე 🙂 ) ნათელი ადგილი აღმოაჩინეს, რომელშიც მაგნიტური ველის დაძაბულობა 6250(0,625 ტესლა) გაუსს უტოლდება. 110 წლიანი დაკვირვებების განმავლობაში, ეს არის ყველაზე უფრო ძლიერი და ყველაზე უფრო საიმედოდ გაზომილი მაგნიტური ველი მზეზე. ყველაზე უფრო საინტერესო კი ისაა, რომ ეს ადგილი ლაქის გარეთ არის, ანუ იქ, სადაც ასეთი ძლიერი მაგნიტური ველის აღმოჩენას არავინ ელოდა.

 1. მზის მაგნიტური ველის გიგანტური მარყუჟები, რომლებიც მათ გასწვრივ მოძრავი პლაზმის საშუალებით ხდება ხილვადი.

 მზე, სხვა ”ჩვეულებრივი” ვარსკვლავების მსგავსად(ნეიტრონული ვარსკვლავების, თეთრი ჯუჯებისა და სხვა ეგზოტიკის გარეშე) – გიგანტური თვითგრავიტირებადი გავარვარებული პლაზმის სფეროა(გაზის იონიზაცია). პლაზმა კი დამუხტული ნაწილაკების ნაკადია, რომელთა მოძრაობის სიჩქარე მაგნიტური ველის დაძაბულობას განსაზღვრავს. ამის გამო, მაგნიტური ველი ვარსკვლავებისა და მზის სიცოცხლის განუყოფელი ნაწილია. ეს ველი მნათობთა აქტიურობას მართავს: ანთებები, ამოფრქვევები, ლაქების ფორმირება.

 მზის მაგნიტური ველი მსხვილმასშტაბიანი დიპოლია, რომელიც ჩვენი მნათობის გარშემო ”ეხვევა”, მისი ბრუნბის გამო და ყოველ 11 წელიწადში პოლუსებს იცვლის(ამ პროცესის ბუნება ბოლომდე გარკვეული არ არის)(გადატრიალება მზეზე). მზის ზედაპირზე ამ ველის უნდუქცია საშუალოდ 1 გაუსს უტოლდება. ეს მაჩვენებელი დედამიწის მაგნ. ველსაც კი შეიძლება შევადაროთ, ანუ მზე არც თუ ისე კარგად ”დამაგნიტებული” ვარსკვლავია. ე.წ. ”მაგნიტური ვარსკვლავების” ველი ათასობით და ათი ათასობით ძლიერია(ჩვეულებრივი ვარსკვლავი ყველაზე უფრო ძლიერი მაგნიტური ველით). თუმცა, გარკვეულ დროსა და ადგილზე ჩვენი მნათობის ველი ძლიერდება, რაც ანეთბებსა და კრონალურ(გვირგვინი) ამოფრქვევებს იწვევს. პლაზმის ნაკადები კი ე.წ. კოსმოსურ ამინდს ცვლის, რაც ჩვენ პლანეტაზე მაგნიტური ქარიშხლის, პოლარული ნათებისა და ადამიანების ცხოვრებაზე მოქმედი სხვა პროცესების სახით დაიმზირება(მრისხანე მზე). ამის გამო, მზის შესწავლას არა მარტო მეცნიერული დატვირთვა აქვს, თან მისი მსგავსი ვარსკვლავების მაგნ.ველის ახლოდან გამოკვლევის საშუალებას იძლევა.

 მზის ზედაპირზე გაჩენილი ლაქები, ლოკალური მაგნიტური ველის გაძლიერების ერთ-ერთი გამოვლინებაა. მათზე დაკვირვება უკვე 400 წელია ხდება და ეს უფრო ოპტიკური მოვლენაა, სინამდვილეში ისინი არც თუ ისე ბნელია. ლაქები მზის ფოტოსფეროს შედარებით ცივი ადგილებია – 4500(4 227 0С) კელვინი, დანარჩენი ზედაპირი – 6000(6 273 0С) კელვინამდე. როგორც ცნობილია, ცხელი სხეულის ნათობა, მისი ტემპერატურის მეოთხე ხარისხის შესაბამისად იცვლება. ლაქები სამჯერ უფრო მუქად გამოიყურება, ელვარე გარემოსთან შედარებით კი თითქმის შავია.

 2. მზის ლაქების წყვილი გაჩენილი მაგნიტური ველის მარყუჟის ზედაპირიდან ”ამოყვინთით”.

 მაგნიტური ველი რა შუაშია? ლაქები იქ ჩნდება, სადაც მსხვილმასშტაბიანი მაგნიტური ველის ძალწირები მზის ზედაპირიდან ამოედინება და კომპაქტურ სახესხვაობას, მარყუჟს ქმნის(1). საფუძველთან ”სქელ” კონებად შეკრული ველის ძალწირები, ამ ადგილზე 3-4 ათას გაუსამდე აძლიერებს ველს. იქ სითბოს ამოსვლა დაბრკოლებულია, კონვექციის(დუღილი) ნაწილობრივი ჩახშობით: მარყუჟის ძირში პლაზმა ცივდება და ლაქის სახით დაიმზირება(2). აქედან გამომდონარეობს, რომ ლაქები წყვილად წარმოიქმნება, განსხვავბეული პოლარობით, მათში გამავალი მაგნიტური ველის მიმართულების მიხედვით(ზედაპირიდან, ან ზედაპირისკენ).

ფოტოსფერო კონვექციური(დუღილის მსგავსი მოძრაობა სითბოს წყაროდან და მისი მიმართულებით) ნაკადებით ცხელდება, რომელთაც გამოსხივებით გადამტანი ზონიდან ამოაქვს სითბო.

 მზის მაგნიტური ველის აღმოჩენა და გაზომვა 1908 წელს ამერიკელმა ჯონ ჰეილმა მოახდინა, სწორედ მზის ერთ-ერთ ლაქაში. ველის მაჩვენებელი 2 კილოგაუსი აღმოჩნდა, რაც 2-4 ათსჯერ მეტია დედამიწის მაგნ.ველზე და თითქმის 10 ათასჯერ მცირე, ვიდრე თანამედროვე მაგნიტო-რეზონანსული ტომოგრაფის ველი(ნეიტრონული ვარსკვლავების ველზე მილიარდობითჯერ მცირე – კოსმოსის ყველაზე ძლიერი მაგნიტები).

3. მარცხნივ: აქტიური ზონა NOAA 11967, მზის ობსერვატორიის ”ჰინოდე”(იაპონია), სპექტროპოლარიზატორის ჭრილის ორიენტაციით(თეთრი ხაზი). მარჯვნივ: იმ ნაწილის სპექტრი, რომელიზეც ჭრილია დადებული. ჩანს ნეიტრალური რკინის 2 ხაზი ტალღის სიგრძეზე – 6301,5 და 6302,5 ანგსტრემი(1 ანგსტრემი = 10-10 მ), მათი გაყოფა გამოწვეული ზეემანის ეფექტით. წერტილში 1 ეს გაყოფა უფრო ძლიერია და 6,5 კილოგაუსის მაგნ.ველს შეესაბამება(The Astrophysical Journal Letters).
“ჰინოდე”(მზის ამოსვლა/იაპონია).

 ლაქებს შორის ნათელ მონაკვეთზე ინდუქცია რეკორდულ მაჩვენებელს აღწევდა – 6250 გაუსი. 2013 წელს, გერმანელი მენციერები ლაქის ნახევარჩრდილში 7 კილოგაუსის შესაძლო აღმოჩენაზე იუწყებოდნენ. ეს იყო თვით ლაქის ნაწილი, მიღებული მონაცემი კი უფრო ირიბი.

 ზეემანის ეფექტი

 ზეემანის ეფექტის ბუნება რომ გავიგოთ, ბორის ატომის მოდელს უნდა მივმართოთ და დავფიქრდეთ, საერთოდ, როგორ ხდება სინათლის გამოსხივება. ზედა ორბიტიდან ქვედაზე კვანტური ნახტომით გადმოსული ელექტრონი(იგივე, მაღალი ენერგეტიკული დონიდან დაბალზე გადმოსვლა; როგორ მუშაობს ლაზერი), მკაცრად განსაზღვრული სიხშირის ფოტონს ასხივებს, რომელიც ორი ენერგეტიკული დონის ენერგიათა სხვაობის შესაფერისია. ახლა, თუ წარმოვიდგენთ, რომ ელექტრონი მართლაც მიკროსკოპული მაგნიტია, ხოლო თვითონ ატომი გარე მაგნიტური ველის ზემოქმედების ქვეშაა, ელექტრონის ენერგია მისი მაგნიტური სპინის პოლარობაზე იქნება დამოკიდებული – თუ ორბიტალზე მოძრავი ელექტრონისა და გარე მეგნიტური ველის მიმართულებეები ერთნაირია, ან საპირისპირო, ელექტრონის ენერგიებიც განსხვავებული იქნება. ანუ საწინააღმდეგო მაგნიტური სპინების მქონე ელქტრონებს, ერთ ორბიტალზე, განსხვავებული ენერგიები ექნება, რის გამოც ყველა ენერგეტიკული დონე ორ ქვედონედ იქნება გახლეჩილი. შესაბამისად, იქ, სადაც კვანტური გადასვლის ერთადერთი შესაძლო ენერგია არსებობდა ორ დონეს შორის, ახლა, გადასვლის ოთხი შესაძლო ენერგია გვაქვს. გამოსხივების სპექტრში დავინახავთ, რომ ერთი მკაფიო სპექტრული ხაზის ნაცვლად, მძლავრ მაგნიტურ ველში, ოთხი თანაბრად დაშორებული სპექტრული ხაზები(სიხშირეები) გვექნება(სპექტრული ანალიზი).

 მთავრი პრობლემა ისაა, რომ ლაქებს შორის ნათელ ზონაში კონვექცია თითქმის არ იხშობა და ძლიერი მაგნიტური ველი იქ არ უნდა იყოს. ამიტომ ავტორებს ამ პარადოქსის დამატებითი ახსნის ძებნაც მოუხდათ. ყოველი ლაქა პლაზმის რადიალურ ნაკადს წარმოქმნის, რომელიც ლაქის ცენტრიდან გარე მიმართულებით რამდენიმე კილომეტრი წამში სიჩქარით მიედინება(ევერშედის ეფექტი). მისი მექანიზმი ბოლომდე გარკვეული არა რის, თუმცა, მაგნიტური ველის ძალწირების დახრილობის ცვლილებას უნდა უკავშირდებოდეს: ლაქის ცენტრიდან შორს ისინი ვერტიკალური მდგომარეობიდან, ჰორიზონტალურში გადადიან და თითქოს ვარსკვლავის ზედაპირზე გადაედინებიან.

 ევერშედის ნაკადი ჩრდილოეთ პოლუსთანაც არის და სამხრეთთანაც, ოღონდ ერთ-ერთი მათგანი მეორეზე ძლიერი შეიძლება აღმოჩნდეს. მეზობელი ლაქის საზღვართან ველის ძალწირების კიდევ უფრო მეტად შევიწროება ხდება და აი ისიც: ველის ენერგიის სიმკვრივე, მასთან ერთად – თვითონ ველის სიდიდის ზრდა(4). სწორედ ამაშია მიღებული მონაცემების ახსნის იდეა.

4. (უმბრა, პენუმბრა – ჩრდილი, ნახევარჩრდილი)მაგნიტური ველის გაძლიერება მზის ლაქის საზღვრის გარეთ. მარცხნივ: ”სტანდარტული” სიტუაცია, ხოლო მარჯვნივ – სიტუაცია, როცა მეორე ლაქის ევერშედის ნაკადი, პირველი ლაქის საზღვართან ველის ძალწირებს კუმშავს(The Astrophysical Journal Letters).

 აღსანიშნავია, რომ ავტორები სხვანაირ ინტერპრეტაციაზეც საუბორბენ: დამზერის ადგილზე ველის გაძლიერება, ძალწირების ე.წ. გადაერთების(ზედდების) მოვლენის ხარჯზე, თუმცა სტატიაში ასეთი სურათის დეტალური განხილვა არ მომხდარა.

 მზის ლაქების ფიზიკის კარგად ცოდნა, მზეზე მიმავალი ყველა აქტიური პროცესების ცოდნაც არის, რაც ჩვენ გლობალურად ელექტრიფიცირებულ ცივილიზაციაზე სულ უფრო მეტ ზეგავლენას ახდენს(მზე; შემოდგომის გაცეცხლებული მზევარსკვლავზე ვრცლად).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *