მზის გვირგვინის ტემპერატურისა და სპიკულების გამოცანა ამოხსნილია?

განახლდა: 27/10/2026

 „ეს, პირველი კომპიუტერული მოდელია, რომლითაც პლაზმური ამონაფრქვევების (სპიკულები) შიგნით მიმდინარე პროცესების რეპროდუცირება მოხდა“– ამბობს ხუან მარტინეს-სიკორა, კვლევის წამყვანი ავტორი (კალიფორნია, ა.შ.შ.) (sciencealert.com).

 ყოველ 5 წუთში, სპიკულები, დამუხტული ნაწილაკებისგან შემდგარ გავარვარებულ ნაკადებს „ისვრიან“ მზის გვირგვინისკენ (ვარსკვლავის გარე ატმოსფერო), სიჩქარით  – 150 კილომეტრი წამში. ამოფრქვევა 15 წუთამდე გრძელდება. ამ დროის განმავლობაში აქტიური სპიკულების რაოდენობა 300 000-ს შეიძლება უტოლდებოდეს.

 მზის გვირგვინის ყველაზე უცნაური თვისება ისაა, რომ სრულიად არაპროგნოზორებადი ხდება, როცა მის ტემპერატურაზეა საუბარი. მზის ზედაპირიდან (ქრომოსფერო) შორს მდებარეობის მიუხედავად, სპიკულების აქტიურობის ხარჯზე, მისი ტემპერატურა ზედაპირულზე მილიონი გრადუსით მეტია.

 მიუხედავად იმისა, რომ სპიკულების არსებობის შესახებ მეცნიერებმა დიდი ხანია იციან, მათი ბუნება გაურკვეველი რჩებოდა. ამ დროის განმავლობაში რამდენიმე თეორია იქნა წარმოდგენილი, რითაც მზის გვირგვინის ტემპერატურის გამოცანა უნდა ამოხსნილიყო. მაგალითად, ერთ-ერთის მიხედვით, სპიკულებს ძალიან ძლიერი აკუსტიკური ტაღები უნდა ქმნიდეს. მოგვიანებით, სპიკულების წარმოქნა მზის მაგნიტური ველის ხვეულებს მიაწერეს. ეს თეორიები სპიკულების გამოცანის სრულფასოვნად ვერ ხსნიდა, ვერც იმას, თუ რატომ დაიმზირება ისინი მზის მთელს ზედაპირზე.

 ScienceAlert-თან საუბრისას, ასტროფიზიკისა და მზის კვლევის ლაბორატორიის უფროსმა თანამშრომელმა, ბარტ დე პონტემ აღნიშნა, რომ დედამიწიდან სპიკულებზე დაკვირვება რიგი მიზეზების გამო არის შეზღუდული.

 „ძალიან ძნელია მკაფიო სურათის მიღება იმისა, თუ როგორ მოქმედებენ ეს სპიკულები, რადგან პლანეტის ატმოსფერო გამოსახულებას ამახინჯებს. მხოლოდ კოსმოსური ტელესკოპების საშუალებით დავინახეთ თუ როგორ გამოიყურება ეს სპიკულები“ – ამბობს კვლევის თანაავტორი პონტე.

 მარტინეს-სიკორომ და მისმა ჯგუფმა მოდელი შეიმშავა, რომელსაც ამ მძლავრი პლაზმური ჭავლების შექმნის სცენარის გენერირება შეუძლია, მათი ტემპერატურისა და ფიზიკური თვისებების ცვლილებებზე თვალის მიდევნების შესაძლებლობით. მოდელი გვიჩვენებს, რომ სპიკულების ფორმირება სამი ცალკეული სტადიის ჩარჩოებში მიმდინარეობს. ფორმირების პროცესი მზის ზედაპირზე იწყება, სადაც „მდუღარე“ პლაზმა მაგნიტურ ველთან იწყებს ურთიერთქმედებას და ჩახვეულ ნაკადად იქცევა. ეს პროცესი ძლიერ მაგნიტურ დაძაბულობას ქმნის ზედაპირთან ახლოს. შემდეგ, ამბიპოლარულ დიფუზიად წოდებულ პროცესში, ნეიტრალური და დამუხტული ნაწილაკების შერევა ხდება, რაც დაგროვებული დაძაბულობის გამოსასვლელ გზას წარმოქმნის. ამის მერე, შურდულის მსგავსად, მაგნიტური დაძაბულობა მკვეთრად თავისუფლდება მზის ატმოსფეროკენ და კოსმოსურ სივრეში უზარმაზარი სიჩქარით გაედინება.

 „ამ პლაზმის ჭავლების (ჯეტების) გამოტყორცნა ძალიან სრაფად ხდება. 5-10 წუთის მერე მათი სიმაღლე 10 000 კილომეტრს შეიძლება გაუტოლდეს, რაც ლამის დედამიწის დიამეტრის ტოლია“ – ამბობს დე პონტე.

 მოდელირებული შედეგების რეალურთან შესადარებლად, მენციერთა ჯგუფმა მონაცემები გამოიკვლია, რომლებიც ნასას კოსმოსური აპარატიდან – IRIS და შვედეთის მზის ობსერვატორიიდან იქნა მიღებული. ანალიზის შედეგად გაირკვა, რომ მოდელირება, ნამდვილი სპიკულების რეპროდუცირებას მართლაც ახდენს, მათი ზომის, სიჩქარისა და ფორმის ჩათვლით.

ჩინელი მეცნიერების ექსპერმენტი (25/10/2026)

 ცეცხლიდან რაც უფრო შორს ვართ, მით უფრო სუსტად იგრძნობა მისი სითბო. მაგრამ საწინააღმდეგო რამ ხდება მზეზე: მისი ხილული ზედაპირის ტემპერატურა დაახლოებით 5500 გრადუსია ცელსიუსით, მაშინ როცა გარე ატმოსფერო, რომელსაც გვირგვინი ეწოდება, შეიძლება მილიონ გრადუსზე მეტად გაცხელდეს. ათწლეულებია, მეცნიერები ცდილობენ ახსნან, თუ რატომ არის მზის ატმოსფეროს უკიდურესად გაიშვიათებული ფენა ვარსკვლავის ზედაპირზე ასობითჯერ ცხელი.

 ახლა, ჩინელმა მკვლევარებმა ლაბორატორიაში აღადგინეს ფიზიკური პროცესი, რომელიც შესაძლოა ასეთი უჩვეულო გაცხელების ერთ-ერთი მიზეზი იყოს. მათ აღმოაჩინეს, რომ პლაზმის გარკვეულ მოძრაობებს შეუძლია მაგნიტური ველების დაახლოება, რის შედეგადაც გამოიყოფა მათში დაგროვილი ენერგია და სითბოდ გარდაიქმნება. ექსპერიმენტში ელექტრონების ტემპერატურა თითქმის ორჯერ უფრო მაღალი აღმოჩნდა, ვიდრე მსგავს პირობებში ასეთი ურთიერთქმედების გარეშე.

 ჯგუფი, რომელშიც შედიოდა ვეი სუნი, ჩინეთის ატომური ენერგიის ინსტიტუტიდან და იუნლი პინი, პეკინის პედაგოგიური უნივერსიტეტიდან, ცდილობდა გაერკვია მზეზე ენერგიის მცირე ამოფრქვევების წარმოშობა. არსებობს ჰიპოთეზა, რომლის თანახმადაც მზის გვირგვინს აცხელებს უთვალავი პაწაწინა აფეთქება, რომლებსაც ნანოაფეთქებები ეწოდება. თითოეული მათგანი შედარებით მცირე ენერგიას გამოყოფს, მაგრამ ერთად მათ მნიშვნელოვანი წვლილის შეტანა შეუძლიათ მზის ატმოსფეროს ექსტრემალური ტემპერატურის შენარჩუნებაში.

 მსგავსი აფეთქებების ერთ-ერთი შესაძლო მიზეზი მაგნიტურ ველებთანაა დაკავშირებული. მზე შედგება პლაზმისგან – ნივთიერებისგან, რომელიც ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკებს შეიცავს. პლაზმა გაჟღენთილია მაგნიტური ველებით, რომლებსაც შეუძლიათ თავიანთი კონფიგურაციის შეცვლა. როდესაც საპირისპირო მიმართულების ველების მქონე არეები უახლოვდება ერთმანეთს, მაგნიტური ბმები ინაცვლებს/გარდაიქმნება, ხოლო დაგროვილი ენერგიის ნაწილი გამოიყოფა და ნაწილაკებს აცხელებს (ენერგიას გადასცემს). ამ პროცესს მაგნიტურ გადაერთებას უწოდებენ.

 თუმცა რჩებოდა მნიშვნელოვანი კითხვა: კერძოდ რა პროცესებს შეუძლია მაგნიტური ველების ერთმანეთთან მიახლოება და ენერგიის ასეთი მცირე ამოფრქვევების გამოწვევა?

 პასუხის საპოვნელად, ფიზიკებმა ექსპერიმენტი ჩაატარეს, შანხაიში მდებარე ლაზერულ დანადგარზე „შენგუან-2“. მათ ლაზერის ოთხი სხივი მიმართეს პლასტმასის სამიზნეზე, რომლის ზედაპირიც წვრილი ტალღისებრი უსწორმასწორობებით იყო დაფარული. ლაზერული იმპულსები სულ რაღაც მემილიარდედ წამს გრძელდებოდა, მაგრამ ამ დროის განმავლობაში სამიზნის ნივთიერების ნაწილი პლაზმად იქცა.

 წარმოქმნილმა პლაზმამ ირგვლივ არსებულ ჰაერში გავრცელება დაიწყო, რომლის სიმკვრივეც შესამჩნევად მცირე იყო. გაფართოების შენელებასთან ერთად, ორ გარემოს შორის საზღვარზე არსებული წვრილი უსწორმასწორობები იზრდებოდა და ქმნიდა წაგრძელებულ, თითისმაგვარ გამონაზარდებსა და სოკოსებრი ფორმის სტრუქტურებს.

 ეს არის რელეი-ტეილორის არამდგრადობის გამოვლინება – ფიზიკური მოვლენისა, რომლის დროსაც სხვადასხვა სიმკვრივის გარემოებს შორის საზღვარი არამდგრადი ხდება და მცირე დარღვევები სწრაფად იწყებს ზრდას.

 სწორედ ეს უჩვეულო სტრუქტურები აღმოჩნდა მიმდინარე პროცესის გასაღები. გაფართობადი პლაზმა დამოუკიდებლად ქმნიდა მაგნიტურ ველებს წაგრძელებული გამონაზარდების გარშემო, თანაც მეზობელ სტრუქტურებში ველების მიმართულებები საპირისპირო იყო.

 კომპიუტერულმა მოდელირებით, ზრდასთან ერთად გამონაზარდები მაგნიტურ ველებს აახლოებდა. შედეგად, იქმნებოდა პირობები მაგნიტური გადაერთებისთვის, რაც თან ახლდა ენერგიის გამოყოფას და პლაზმის დამატებით გაცხელებას.

 იმის შესამოწმებლად, თუ რამდენად მნიშვნელოვან როლს თამაშობდნენ ეს სტრუქტურები, მკვლევარებმა გაიმეორეს ექსპერიმენტი და ტალღოვანი პლასტმასის სამიზნე სრულიად გლუვით შეცვალეს. ამ შემთხვევაში პლაზმის ნაკადი უფრო ერთგვაროვანი აღმოჩნდა, ხოლო დამახასიათებელი წაგრძელებული გამონაზარდები არ ჩამოყალიბებულა.

 გაცხელებებს შორის სხვაობა არსებითი იყო. პლაზმის რენტგენული გამოსხივების ანალიზით ფიზიკებმა მასში არსებული ელექტრონების ტემპერატურა შეაფასეს. უსწორმასწორო ზედაპირიანი სამიზნის გამოყენებისას პიკური ტემპერატურა დაახლოებით 820 ათას გრადუს ცელსიუსს აღწევდა. გლუვი სამიზნით ჩატარებულ საკონტროლო ექსპერიმენტში ის თითქმის ორჯერ დაბალი იყო.

 მკვლევარებმა დამატებითი კომპიუტერული შემოწმებაც ჩაატარეს. მათ დააგენერირეს ანალოგიური პროცესი, მაგრამ გამორიცხეს მაგნიტური ველების წარმოქმნის შესაძლებლობა. ამ პირობებში დამატებითი გაცხელება პრაქტიკულად გაქრა. ასეთი შედეგი კიდევ ერთი დასტური გახდა იმისა, რომ ტემპერატურის ზრდა სწორედ მაგნიტურ ურთიერთქმედებებთანაა დაკავშირებული და არა მხოლოდ პლაზმის მოძრაობასთან.

 მაგრამ რა საერთო აქვს პლასტმასის სამიზნესა და ლაზერებთან დაკავშირებულ ექსპერიმენტს რეალურ მზესთან?

 მეცნიერთა აზრით, მსგავსი პირობები შეიძლება წარმოიქმნას მზის გვირგვინში ე.წ. გვირგვინში წვიმის დროს. ეს მოვლენა ხდება მაშინ, როდესაც შედარებით ცივი და მკვრივი პლაზმა გარემომცველი ცხელი ატმოსფეროს გავლით მზისკენ ქვემოთ ეშვება და მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ მოძრაობს.

 უფრო მკვრივ ვარდნილ პლაზმასა და გარემომცველ არეს შორის საზღვრებზე შეიძლება წარმოიქმნას ისეთი არამდგრადობები, როგორიც ლაბორატორიაში აღადგინეს. თუ წარმომქმნელი სტრუქტურები აახლოებენ საპირისპირო მიმართულების მაგნიტურ ველებს, ამან მცირე აფეთქებები შეიძლება გამოიწვიოს სითბოს გამოყოფით.

 ახალი ექსპერიმენტის მთავარი უპირატესობა მდგომარეობს იმაში, რომ ის საშუალებას იძლევა შევისწავლოთ პროცესები, რომლებიც რეალურ მზეზე ზედმეტად პატარა და სწრაფია დეტალური დაკვირვებისთვის. ლაბორატორიაში ფიზიკოსებს შეუძლიათ აკონტროლონ საწყისი პირობები, გაარკვიონ, რა გარემოებებში უახლოვდება ერთმანეთს მაგნიტური ველები და გაზომონ, თუ რამდენად ეფექტურად გარდაიქმნება მათი ენერგია სითბოდ.

 მიუხედავად ამისა, მკვლევარები ხაზს უსვამენ, რომ მზის პირობების სრულად აღდგენა ვერ შეძლეს. ლაბორატორიული პლაზმა შესამჩნევად მკვრივი იყო მზის პლაზმაზე, ხოლო ყველა პროცესი ბევრად უფრო სწრაფად მიმდინარეობდა, ვიდრე გვირგვინში ნანოაფეთქებები. გარდა ამისა, ექსპერიმენტმა ვერ გაიმეორა მზეზე მიმდინარე მაგნიტური ენერგიის დაგროვების მთლიანი პროცესი.

 იმისათვის, რომ მზის ატმოსფეროსთვის შედეგების გამოყენებადობა შეეფასებინათ, მეცნიერებმა ერთმანეთს შეადარეს საკვანძო ფიზიკური თანაფარდობები ლაბორატორიულ სისტემასა და გვირგვინში. ამან მეცნიერებს საშუალება მისცა გამოევლინათ საერთო კანონზომიერებები, მაგრამ არ დამტკიცებულა, რომ აღმოჩენილი მექანიკა განმსაზღვრელ როლს თამაშობს მზის გვირგვინის გაცხელებაში.

 ამრიგად, მრავალწლიანი გამოცანა ჯერ კიდევ საბოლოოდ არ ამოხსნილა. ექსპერიმენტები გვიჩვენებს, თუ როგორ შეუძლია პლაზმის მოძრაობას შექმნას პირობები მაგნიტური ენერგიის გამოყოფისა და ძლიერი ადგილობრივი გაცხელებისთვის. ახლა გასარკვევია, რამდენად ხშირად ხდება მსგავსი პროცესები მზეზე და ენერგიის რა წილს გადასცემენ ისინი რეალურად მის გვირგვინს (მზე).