بزرگ‌ترین میدان الکتریکی نزدیک به زمین

مجله علمی ایلیاد - کاوشگر خورشیدی پارکر، متعلق به ناسا، توانسته اطلاعات جالبی در مورد خورشید جمع‌آوری کند. دانشمندان با استفاده از این اطلاعات، توزیع الکترون‌ها را درون میدان الکتریکی خورشید محاسبه کرده‌اند. با دانستن توزیع الکترون‌ها درون میدان الکتریکی خورشید، دانشمندان اندازه، وسعت و دامنه‌ی میدان الکتریکی خورشید را تخمین زده‌اند.

میدان الکتریکی خورشید در اثر برهمکنش پروتون‌ها و الکترون‌ها که به‌وسیله‌ی اتم‌های هیدروژن فروپاشیده‌ی ناشی از گرمای تولید شده با واکنش گداخت درون هسته‌ی خورشید ایجاد شده‌اند، به‌وجود می‌آید. طی این فرآیند، الکترون‌ها که ۱،۸۰۰ برابر سبک‌تر از پروتون‌ها هستند و کمتر تحت تاثیر نیروی گرانش قرار می‌گیرند، به سمت بیرون می‌وزند؛ ولی پروتون‌ها که دارای بار مثبت هستند، بر روی خود کنترل بیشتری دارند و حتی در برخی موارد می‌توانند الکترون‌ها را به خاطر بار منفی آن‌‌ها به سمت خود بکشند. در واقع الکترون‌ها تمایل دارند که از محیط خورشید فرار کنند، ولی پروتون‌ها آن‌ها را به سمت خود می‌کشند و این برهمکنش باعث ایجاد میدان الکتریکی می‌شود.

اگر میدان الکتریکی در اطراف خورشید وجود نداشت، همه‌ی الکترون‌ها می‌توانستند از آن فضا خارج شوند، ولی با وجود میدان الکتریکی، جریانات سیال اطراف خورشید حالت همگنی از همه‌ی این ذرات دارد. می‌توان میدان الکتریکی خورشید را به‌عنوان یک کاسه‌ی عظیم و الکترون‌ها را مانند تیله‌هایی که با سرعت‌های مختلف به طرفین می چرخند تصور کرد. سرعت برخی از الکترون‌ها یا همان تیله‌های مثال حاضر به اندازه‌ای است که می‌توانند از لبه‌ی میدان الکتریکی و یا همان کاسه به بیرون پرتاب شوند، ولی بقیه‌ی الکترون‌ها و یا تیله‌ها شتاب کافی را برای فرار ندارند و به سمت مرکز میدان یا کاسه برمی‌گردند.

 

دانشمندان با اندازه‌گیری سرعت الکترون‌هایی که به سمت مرکز میدان الکتریکی برمی‌گردند، درک ببیشتری از میدان الکتریکی خورشید پیدا کرده‌اند. در حقیقت یک مرز انرژی بین الکترون‌هایی که از میدان فرار می‌کنند و الکترون‌هایی که می‌مانند وجود دارد. از آنجا که فاصله‌ی زمین تا خورشید کم است، دانشمندان توانسته‌اند توزیع الکترون‌ها را درون میدان الکتریکی آن محاسبه کنند. دانستن این توزیع الکتریکی به دانشمندان کمک می‌کند تا بادهای خورشیدی را بهتر درک کنند. این بادها همان جت‌های پلاسمایی هستند که سرعتی برابر با چند میلیون کیلومتر بر ساعت دارند و از سمت خورشید به سمت سیاره‌های منظومه‌ی شمسی می‌وزند.

یافته‌های دانشمندان در مورد میدان الکتریکی خورشید بر روی دانش آن‌ها از بادهای خورشیدی تاثیرگذار است. آن‌ها اکنون می‌توانند بفهمند که میدان الکترکی خورشید چه میزان شتاب برای الکترون‌ها ایجاد می‌کند. البته دانشمندان می‌دانند که نیرو محرکه‌ی اصلی بادهای خورشیدی میدان الکتریکی نیست و عوامل دیگری هستند که بیشترین اثر را بر روی بادهای خورشیدی دارند.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی Astrophysical Journal منتشر شده است.