ابرگرانولاسیون خورشیدی: الگوهای پیچیده همرفت

ابرگرانولاسیون خورشیدی

ابرگرانولاسیون (Supergranulation) الگوی خاصی از سلول‌های همرفتی در سطح خورشید است که به نام ابرگرانول (supergranules) شناخته می‌شوند. این پدیده اولین بار در دهه 1950 توسط A.B. Hart با استفاده از اندازه‌گیری سرعت داپلر کشف شد. این اندازه‌گیری‌ها جریان‌های افقی در فوتوسفر خورشید را نشان دادند که سرعت آن‌ها حدود 300 تا 500 متر بر ثانیه بود؛ یعنی یک دهم سرعت جریان در گرانول‌های کوچک‌تر.

تحقیقات بعدی که در دهه 1960 توسط Leighton، Noyes و Simon انجام شد، ابعاد معمول ابرگرانول‌ها را حدود 30000 کیلومتر و طول عمر آن‌ها را تقریباً 24 ساعت تعیین کرد.

منشأ ابرگرانولاسیون

اگرچه ابرگرانولاسیون مدت‌هاست به عنوان مقیاسی خاص از همرفت تفسیر می‌شود، اما منشأ دقیق آن به طور کامل شناخته شده نیست. در حالی که وجود گرانول‌ها در فوتوسفر خورشید پدیده‌ای کاملاً مستند است، هنوز بحث‌های زیادی در مورد ماهیت واقعی یا حتی وجود الگوهای گرانولاسیون با مرتبه بالاتر وجود دارد.

برخی دانشمندان وجود سه مقیاس مجزا از سازماندهی را پیشنهاد می‌کنند:

• گرانولاسیون (Granulation): با قطرهای معمول 150 تا 2500 کیلومتر.
• مزوسرانولاسیون (Mesogranulation): با ابعاد 5000 تا 10000 کیلومتر.
• ابرگرانولاسیون (Supergranulation): با ابعاد بیش از 20000 کیلومتر.

گرانول‌ها معمولاً به عنوان نشانه‌هایی از سلول‌های همرفتی که ساختاری سلسله مراتبی را تشکیل می‌دهند، در نظر گرفته می‌شوند. بر این اساس، ابرگرانول‌ها ممکن است در لایه‌های بالایی خود به مزوسرانول‌های کوچک‌تر تقسیم شوند و این مزوسرانول‌ها نیز به نوبه خود به گرانول‌های کوچک‌تر در سطح تجزیه شوند. ماده خورشیدی از طریق "شیارهای" تیره که گرانول‌ها را از هم جدا می‌کنند، به سمت پایین جریان می‌یابد. بزرگترین تجمع گاز سرد در مرز بین ابرگرانول‌ها قرار دارد و مانند رودخانه‌هایی است که به شاخه‌های کوچک‌تر متصل می‌شوند.

نکته مهم: این تصویر بسیار حدسی است و ممکن است با اکتشافات آینده نادرست از آب درآید. تحقیقات اخیر شواهدی را نشان می‌دهند که مزوسرانولاسیون ممکن است یک ویژگی شبح (ghost feature) ناشی از روش‌های میانگین‌گیری بوده باشد.

مشاهده

برای مشاهده الگوهای سرعت ابرگرانولاسیون، از ابزارهایی مانند داپلروگرام (Dopplergram) که با استفاده از اثر داپلر تغییرات سرعت را ثبت می‌کند، استفاده می‌شود.

مفاهیم مرتبط

• داپلروگرام

منابع

• Michel Rieutord and François Rincon, "The Sun’s Supergranulation", Living Rev. Solar Phys. 7, (2010), 2. مقاله آنلاین (بازدید در 15 ژوئن 2010).

پیوندهای خارجی

• داپلروگرام SOHO/MDI که الگوی سرعت ابرگرانولاسیون را نشان می‌دهد
• ناسا: خورشید موج می‌زند
• اطلاعات در Nature.com