أول مهمة “لمس” الشمس تكتشف مصدرًا غامضًا للرياح الشمسية
انطلقت مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا عبر الغلاف الجوي الجهنمي للشمس لاكتشاف مصدر غامض للرياح الشمسية.
بعيدًا عن الشمس ، فإن الرياح الشمسية عبارة عن رذاذ خشن من الطاقة بلازما. لكن اقترب – كما فعل باركر سولار بروب التابع لناسا مؤخرًا من خلال الغوص على بعد 13 مليون ميل (21 مليون كيلومتر) من سطح الشمس – ويمكن رؤية تيارات الجسيمات الفردية ، وبعضها يتم توجيهه بواسطة المجالات المغناطيسية لأنها تخرج من ثقوب عملاقة في سطح الشمس.
يمكن تقسيم الرياح الشمسية – تيار من البروتونات المشحونة والإلكترونات وجزيئات ألفا – إلى فئتين عريضتين هما “سريع” و “بطيء”. تنفجر الرياح الشمسية السريعة من حول الثقوب في الغلاف الجوي للشمس ويمكن أن تسافر بسرعات قصوى تبلغ 497 ميلا في الثانية (800 كيلومتر في الثانية) – ضعف السرعة القصوى للرياح البطيئة.
لطالما تساءل علماء الفيزياء الشمسية عما يجعل أحد أنواع الرياح الشمسية أسرع بمرتين من الآخر. الآن قد يكون المسبار المتهور قد وجد الإجابة: التدفقات الأسرع تأتي من اندفاعات مفاجئة لتكسير السوط من الطاقة المنبعثة أثناء إعادة المحاذاة السريعة للمجالات المغناطيسية. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 7 يونيو في المجلة طبيعة.
متعلق ب: أخيرًا تم حل لغز إشارات “نبضات القلب” الغامضة للشمس
“تحمل الرياح الكثير من المعلومات من الشمس إلى الأرض ، لذا فإن فهم الآلية الكامنة وراء رياح الشمس مهم لأسباب عملية على الأرض” ، كما قال مؤلف مشارك في الدراسة جيمس دريك، أستاذ الفيزياء بجامعة ماريلاند ، قال في بيان. “سيؤثر ذلك على قدرتنا على فهم كيفية إطلاق الشمس للطاقة ودفع العواصف المغناطيسية الأرضية ، والتي تشكل تهديدًا لشبكات اتصالاتنا.”
لأن الرياح الشمسية القوية يمكن أن تسبب عواصف مغنطيسية أرضية قوية بما يكفي لإرسالها الأقمار الصناعية تتساقط على الأرض او حتى يشل الإنترنت، فالعلماء حريصون على معرفة كيفية صنعها. كشفت البيانات المأخوذة من مسبار باركر الشمسي أن الثقوب الإكليلية – المناطق الأكثر قتامة والأكثر برودة التي تفتح في الغلاف الجوي الخارجي للشمس – تتشكل مثل “رؤوس الدش” المكونة في الغالب من مسارات متباعدة بشكل متساوٍ من مادة يصل عرضها إلى 18000 ميل (29000 كم). يمكن أن تدور هذه الأقماع مرة أخرى في الشمس أو تخرج منها تمامًا ، اعتمادًا على ما إذا كانت خطوط المجال المغناطيسي التي توجهها مفتوحة أو مغلقة.
“الفوتوسفير [the lowest layer of the sun’s atmosphere] مغطى بخلايا الحمل الحراري ، كما هو الحال في وعاء الماء المغلي ، ويسمى تدفق الحمل على نطاق واسع بالحبيبات الفائقة “، ستيوارت بيلقال أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي في البيان. وأضاف: “عندما تلتقي خلايا الحبيبات الفائقة هذه وتنزل إلى أسفل ، فإنها تسحب المجال المغناطيسي في طريقها إلى هذا النوع من القمع الهابط”. “يصبح المجال المغناطيسي مكثفًا للغاية هناك لأنه محشور.”
من خلال اكتشاف السرعات التي تتدفق بها الرياح الشمسية السريعة – في بعض الأحيان تسجيل قراءات للجسيمات التي تتحرك أسرع من 10 إلى 100 مرة من متوسط الرياح الشمسية – خلص الباحثون إلى أن الآلية الوحيدة الممكنة لإطلاق الرياح الشمسية السريعة هي “الارتداد المغناطيسي”.
تحدث الارتدادات عندما حلقات المجال المغناطيسي المغلقة بالقرب من وصلة سطح الشمس لفتح خطوط المجال الممتدة من الشمس ، مما يتسبب في انفجار طاقة يشبه السوط حيث تفك خطوط الحقل لإطلاق الرياح الشمسية مباشرة على الأرض. قال الباحثون إنه عندما يتم تشكيل الترجعات الجديدة ، تكون مكامن الخلل الخاصة بها أكثر حدة ، مما يعني أن المواد الشمسية تنطلق منها بسرعات أعلى بكثير مما هي عليه من عمليات التبديل الأقدم والأكثر سلاسة.
وقال بيل: “الاستنتاج الكبير هو أن إعادة الاتصال المغناطيسي داخل هياكل التحويل هذه هي التي توفر مصدر الطاقة للرياح الشمسية السريعة”. “إنه لا يأتي فقط من كل مكان في الثقب الإكليلي … إنه يأتي من هذه الحزم الصغيرة من الطاقة المغناطيسية المرتبطة بتدفقات الحمل الحراري.”
لتأكيد نتائجهم ، سيواصل الباحثون دراسة البيانات من المسبار الشمسي حيث يدور بشكل حلزوني أقرب إلى الشمس ، ليصل إلى وجهته النهائية على ارتفاع 4 ملايين ميل (6.4 مليون كيلومتر) فوق سطحه ، حيث من المتوقع أن تقلى أجهزته تحته. حرارة الشمس الشديدة.
