تم إنشاء التوهجات الشمسية في المختبر لأول مرة
التوهجات الشمسية عبارة عن أعمدة ضخمة من البلازما شديدة السخونة تقذفها شمس. هذه الأعمدة الضخمة كبيرة جدًا لدرجة أنها يمكن أن تبتلع كوكبنا عدة مرات. لكن لأول مرة ، ابتكر الباحثون مشاعل شمسية صغيرة في مختبر صغيرة بما يكفي لتناسب صندوق غدائك.
مشاعل شمسية تولد من حلقات كبيرة من البلازما ، أو الغازات المتأينة ، على سطح الشمس. هذه الحلقات ، المعروفة باسم حلقات الإكليل ، تتشكل على طول خطوط المجال المغناطيسي غير المرئية التي تلتوي بفعل جاذبية الشمس الشديدة. ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، تعود هذه الخطوط إلى شكلها الأصلي مثل الشريط المطاطي ، الذي يقذف البلازما بعيدًا عن الشمس.
يمكن أيضًا إطلاق التوهجات الشمسية القذف الكتلي الإكليلي (CMEs) – سحب سريعة الحركة من البلازما الممغنطة والجسيمات عالية الطاقة والإشعاع الكهرومغناطيسي – يمكن أن تؤدي إلى عواصف مغناطيسية أرضية مدمرة إذا ضربت الأرض. لكن على الرغم من مراقبة مئات التوهجات الشمسية ، لا يزال الباحثون لا يعرفون كيف ينتقلون من حلقات الإكليل إلى مقذوفات كاملة النفخ.
في دراسة جديدة نشرت في 6 أبريل في المجلة علم الفلك الطبيعي (يفتح في علامة تبويب جديدة)قام فريق من الباحثين من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في باسادينا بإنشاء حلقات هالة اصطناعية خاصة بهم في المختبر لمحاولة حل هذا اللغز.
متعلق ب: عمود بلازما طوله مليون ميل ينطلق من الشمس في صورة مذهلة
قام الفريق بتفريغ الكهرباء من زوج من الأقطاب الكهربائية داخل حجرة ممغنطة مملوءة بالغاز. أدت الكهرباء إلى تأيين الغاز ، مما أدى إلى تكوين سلسلة من البلازما بين القطبين ، والتي تم تثبيتها لفترة وجيزة في مكانها كحلقة بواسطة المجال المغناطيسي للغرفة قبل الانهيار وإطلاق شعلة صغيرة للخارج.
كان طول الحلقات حوالي 8 بوصات (20 سم) ، بنفس حجم حبة موز ، واستمرت حوالي 10 ميكروثانية ، استهلكت خلالها التجربة نفس كمية الطاقة التي تستخدمها مدينة باسادينا في نفس الإطار الزمني. باستخدام كاميرات متخصصة تلتقط 10 ملايين إطار في الثانية ، راقب الباحثون كيف نمت الحلقات ثم تنفصل.
أكدت الدراسة أن الحلقات الاصطناعية تشبه الحبال ، تمامًا كما اقترح باحثون آخرون سابقًا.
“إذا قمت بتشريح قطعة من الحبل ، فستلاحظ أنها مكونة من ضفائر من خيوط فردية. افصل تلك الخيوط الفردية عن بعضها ، وسترى أنها ضفائر حتى من خيوط أصغر ، وما إلى ذلك” ، كما يقول المؤلف الرئيسي للدراسة يانغ تشانغ (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهو طالب دراسات عليا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، في أ إفادة (يفتح في علامة تبويب جديدة). يبدو أن حلقات البلازما تعمل بنفس الطريقة.
قد يلعب هذا الهيكل الشبيه بالحبال دورًا رئيسيًا في ولادة التوهجات الشمسية. في المختبر ، ظلت الحلقات الاصطناعية مستقرة حتى تم تحميلها بشكل زائد بالطاقة ، وعند هذه النقطة ظهر شكل لولبي في الحلقات ، وانفصلوا. يكشف مقطع الفيديو أن التواء تسبب في البداية في انكسار خيط واحد من البلازما ، مما أدى بعد ذلك إلى ضغط إضافي على الخيوط المحيطة ، مما تسبب في انكسارها أيضًا.
وكتب الباحثون أن مكامن الخلل المماثلة تظهر أيضًا في صور حلقات الهالة الحقيقية قبل أن تتحلل إلى توهجات شمسية.
خلال اللحظة التي تنطلق فيها الحلقات ، اكتشف الباحثون أيضًا ارتفاعًا في الجهد. وهم يعتقدون أن ارتفاعًا مشابهًا في التوهجات الشمسية الحقيقية يمكن أن يوفر الطاقة اللازمة لإطلاق الجسيمات عالية الطاقة والإشعاع في CME.
ليست هذه هي المرة الأولى التي يحاول فيها العلماء محاكاة الشمس في بيئة معملية. في يناير ، باحثون في جامعة كاليفورنيا كشف النقاب عن “شمس صغيرة” اصطناعية يمكن أن تولد موجات صوتية لتقليد تأثيرات الجاذبية. يمكن أيضًا استخدام الكرة الزجاجية المليئة بالبلازما ، والتي يبلغ عرضها 1 بوصة (3 سم) فقط ، لدراسة كيفية تأثير الحقول المغناطيسية للشمس على التوهجات الشمسية.
