belbalady.net (CNN) -- التقط أقوى تلسكوب شمسي في العالم صوراً عالية الدقة لسطح الشمس المرئي، وكشف عن عملية خفية تحفّز النشاط الشمسي.
استخدم العلماء "تلسكوب دانيال ك. إينوي الشمسي" (Daniel K. Inouye Solar Telescope) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية، والموجود بالقرب من قمة بركان "هالياكالا" في جزيرة ماوي بهاواي، للتركيز على منطقة نَشِطة مغناطيسياً بالقرب من بقعة شمسية.
وتُعد البقع الشمسية بؤراً ساخنة للنشاط الشمسي.
وتقدم الصور ومقاطع الفيديو المصوّرة بتقنية التصوير الزمني (time-lapse) نظرة غير مسبوقة على "الغلاف الضوئي" (الفوتوسفير) المعقد والديناميكي للشمس، وهو السطح المرئي للشمس الذي يتكوّن من طبقة رقيقة من الغلاف الجوي تشكّلها المجالات المغناطيسية وتيارات البلازما السائلة.
وقد ساهم الجمع بين هذه الصور المفصَّلة وعمليات المحاكاة الحاسوبية في التوصّل إلى إنجاز كبير في ما يتعلّق بفيزياء الشمس، يتمثّل بتحديد سمات دوامات صغيرة على سطح الشمس قد تؤثر بشكلٍ مباشر على الحياة على كوكب الأرض.
وتُعرف هذه الأنماط الدوامية بـ"عدم استقرار كلفن–هيلمهولتز" (Kelvin-Helmholtz instability) أو "KHI" باختصار، وقد تفسّر ألغازاً شمسية طال أمدها، مثل سبب كون "الإكليل الشمسي" (الغلاف الجوي الخارجي للشمس) أكثر سخونة بكثير من سطحها.
كما يمكن لهذه الدوامات أن تغذّي تراكم الطاقة المغناطيسية للشمس التي تثير التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية.
وعندما تتجه هذه الأنشطة الشمسية نحو الأرض، فإنّها تطلق جسيمات يمكن أن تعطل عمل الأقمار الصناعية وشبكات الكهرباء وغيرها من البنى التحتية المتعلقة بالاتصالات.
وقد تساعد هذه النتائج المنشورة في مجلة "Nature" الأربعاء، العلماء على فهم سلوك الشمس ونشاطها، وهي أمور يصعب التنبؤ بها.
وكتب الدكتور ديفيد كوريدزي، المؤلف الرئيسي للدراسة وعالم الفلك المساعد في المرصد الشمسي الوطني في بولدر بولاية كولورادو الأمريكية لـCNN: "مع أنّ النماذج النظرية كانت تشير إلى إمكانية وجود الظروف الملائمة لتوليد عدم استقرار كلفن-هيلمهولتز في الغلاف الضوئي، إلا أنّ رصد انتشار الهياكل على نطاق واسع عبر السطح شكّل مفاجأة كبيرة".
وأضاف: "لطالما مثّلت الدوامات على سطح الشمس سؤالاً جوهرياً في ما يتعلق بفيزياء الشمس. ولأول مرة، تمكنا من تحديد منشأها وآلية تكوّنها".
سطح دائم التغير
تحدث ظاهرة "عدم استقرار كلفن-هيلمهولتز" عندما يتحرّك مائعين بسرعات مختلفة بمحاذاة بعضهما البعض، ما يخلق اضطرابات صغيرة تؤدي إلى نشوء دوامات لولبية، وفقاً للدراسة.
ولاحظ العلماء تشكّل نمط عدم الاستقرار هذا في أمواج البحيرات والمحيطات، والسُّحب، وفي الغلاف الجوي للكواكب الغازية العملاقة مثل المشتري وزحل.
وتُعد الصور الملتقطة بواسطة تلسكوب "إينوي" المرة الأولى التي يتم فيها رصد هذه الظاهرة على سطح الشمس.
لطالما اعتقد العلماء أنّ الشمس تُراكم مخزوناً من الطاقة المغناطيسية من خلال عملية تُعرف بـ "flux braiding"، حينما تلتف خطوط المجال المغناطيسي حول بعضها البعض.
ومع تزايد التوتر، تصبح هذه الخطوط غير مستقرة، ما يؤدي إلى انفصال تشابك المجالات المغناطيسية ومن ثمّ إعادة ترابطها مغناطيسياً، ما يطلق دفعة من الطاقة.
قد يهمك أيضاً
ورُغم ذلك، لم يفهم الباحثون تماماً سبب حدوث أنماط الالتفاف هذه في المقام الأول، إلا أنّ عمليات الرصد الجديدة تُقدّم تفسيراً محتملاً.
أدرك الباحثون أنّ الدوامات التي تتشكّل على طول حواف المناطق المغناطيسية عبر سطح الشمس قد تؤدي إلى التواء المجالات المغناطيسية وتشابكها. كما تُفسّر هذه التكوينات كيفية انتقال الحرارة إلى الغلاف الجوي الخارجي للشمس.
وأوضح كوريدزي: "تُعد ظاهرة عدم استقرار كلفن-هيلمهولتز وسيلة فعّالة جدًا تتيح للشمس تفتيت تدفقات البلازما الكبيرة إلى حركات أصغر".
ومن ثمّ أضاف: "عندما تحدث هذه الظاهرة في النظام، يصبح من الأسهل بكثير تحفيز تسلسل هرمي لانتقال الطاقة نحو مقاييس دقيقٍة ومتناهية الصغر. وبمجرد وصول الطاقة إلى تلك المستويات المجهرية، يمكن تحريرها بسهولة على شكل حرارة. لذلك، فإنّ رصد هذه الظاهرة عبر سطح الشمس يزودنا بجزء مفقود ومهم جدًا من الأحجية".
وأشار إلى أنّ الدوامات المغناطيسية الناشئة عن عدم استقرار كلفن-هيلمهولتز تعمل فعلياً كمحركات صغيرة النطاق قادرة على توليد الطاقة ونقلها وتحريرها في جميع أنحاء سطح الشمس.
وأضاف كوريدزي أنّ هذه الدوامات المتحركة باستمرار يمكن أن تعمل كمخازن للطاقة تغذي أنشطة شمسية أكبر، مثل التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية.
ومع ذلك، تطلق الشمس باستمرار توهجات نانوية دقيقة وأنشطة أخرى صغيرة النطاق في كل لحظة.
وقال: "لقد تبين أنّ هذه الأحداث المجهرية أكثر تأثيراً على البنية الحرارية والمغناطيسية للشمس مقارنة بالتوهجات الهائلة والنادرة. وهناك إجماع قوي بين خبراء فيزياء الشمس على أنّ كشف أسرار السلوك الشمسي الشامل يبدأ بفهم هذه المقاييس الدقيقة. والمغناطيسية الشمسية تتشكل جوهرياً بفعل هذه الأحداث صغيرة النطاق، التي تحدّد في نهاية المطاف طقس الفضاء المؤثر على البنية التحتية التكنولوجية للأرض".
قد يهمك أيضاً
من جانبه، صرّح العالم نور روافي المسؤول عن مشروع مسبار "باركر" الشمسي التابع لوكالة "ناسا" بمختبر الفيزياء التطبيقية في جامعة جونز هوبكنز بولاية ماريلاند، وغير المشارك في الدراسة الجديدة، أنّ هذا الاكتشاف يمثّل طفرة علمية قد تحسّن بشكل كبير فهم العلماء لديناميكيات الغلاف الجوي السفلي للشمس.
وكتب روافي لـCNN: "يوفر (الاكتشاف) آلية محتملة لكيفية تحوّل الطاقة الميكانيكية الهائلة، المتولدة في الغلاف الجوي الشمسي السفلي ومنطقة الحمل الحراري، وانتقالها إلى الغلاف الجوي الشمسي العلوي".
وأضاف: "الدوامات واسعة الانتشار وما يرتبط بها من عدم استقرار كلفن تبدو منطقية من الناحية الفيزيائية. كل ما في الأمر أنّنا لم نكن نملك سابقاً القدرة على رصد تلك البُنى الشمسية الدقيقة التي تحدث فيها هذه الظواهر بكثافة".
وخلص إلى أنه كان هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل تلسكوب "إينوي" الذي زوّدنا بصور مذهلة للشمس منذ العام 2019.
إخلاء مسؤولية إن موقع بالبلدي يعمل بطريقة آلية دون تدخل بشري،ولذلك فإن جميع المقالات والاخبار والتعليقات المنشوره في الموقع مسؤولية أصحابها وإداره الموقع لا تتحمل أي مسؤولية أدبية او قانونية عن محتوى الموقع.
"جميع الحقوق محفوظة لأصحابها"
المصدر :" trends "
