أول مهمة لمس الشمس تكتشف مصدر الرياح الشمسية (فيديو)
انغمس المسبار الشمسي باركر التابع لوكالة ناسا في الغلاف الجوي للشمس لالتقاط التفاصيل الدقيقة لكيفية تكوين الرياح الشمسية.
من الصعب تصديق ذلك، لكن مرت خمس سنوات منذ إطلاق مسبار باركر الشمسي التابع لوكالة ناسا في عام 2018، بعد إطلاقه استغرق المسبار ثلاث سنوات للوصول إلى الغلاف الجوي لنجمنا.
كانت المركبة الفضائية على بعد 8 ملايين ميل من مركز الشمس عندما عبرت للمرة الأولى الحدود غير المستوية بين الغلاف الجوي الشمسي والرياح الشمسية الخارجة.
ينطلق مسبار باركر الشمسي الآن لجمع قراءات الغلاف الجوي الخارجي للشمس، أو الهالة، مما يوفر أدلة حول كيفية توليد الشمس للرياح الشمسية - تدفق مليون ميل في الساعة من الإلكترونات والبروتونات والجسيمات المشحونة الأخرى خارج النظام الشمسي.
يأمل العلماء في العثور على إجابة لسؤال حير العلماء لفترة طويلة: لماذا الهالة، إذ ترتفع درجات الحرارة إلى ملايين الدرجات، أكثر سخونة بكثير من سطح الشمس، وهو بارد نسبيًا 10000 درجة فهرنهايت؟
تتمتع الشمس بجو في حالة تدفق مستمر، إذ يتم سحب الغازات إلى أسفل بفعل الجاذبية بينما يدفع الضغط الناتج عن تفاعلات الاندماج داخل الشمس إلى الأعلى.
بشكل عام، تتوازن القوى بحيث لا تنهار الشمس ولا تنفجر، لكن القوى لا تلغى تمامًا في كل مكان، وتوضح حسابات الدكتور باركر كيف يمكن للشمس أن تتصرف مثل البالون المتسرب.
غطس باركر سولار بروب التابع لناسا مؤخرًا على بعد 13 مليون ميل (21 مليون كيلومتر) من سطح الشمس، ويمكن رؤية تيارات الجسيمات الفردية، وبعضها يتم توجيهها بواسطة الحقول المغناطيسية أثناء خروجها من الثقوب العملاقة في سطح الشمس، وفقًا لتقارير العلوم الحية.
أثناء الغوص في الغلاف الجوي، التقط المسبار الكثير من البيانات عن الرياح الشمسية، وجد العلماء أن تيار البروتونات المشحونة والإلكترونات وجزيئات ألفا التي تشكل الرياح الشمسية يمكن تقسيمها إلى فئتين عريضتين - سريع وبطيء.
اكتشف المسبار الشمسي تيارات من الجسيمات عالية الطاقة تتطابق مع تدفقات الحبيبات الفائقة داخل الثقوب الإكليلية، مما يشير إلى أن هذه هى المناطق التي تنشأ فيها الرياح الشمسية "السريعة".
تنفجر الرياح الشمسية السريعة من حول الثقوب في الغلاف الجوي للشمس ويمكن أن تسافر بسرعات قصوى تبلغ 497 ميلًا في الثانية (800 كيلومتر في الثانية) - ضعف السرعة القصوى للرياح البطيئة.
عادة ما تكون هذه الثقوب في القطبين خلال فترات هدوء الشمس، لذا فإن الرياح الشمسية السريعة التي تولدها لا تضرب الأرض، ولكن عندما تصبح الشمس نشطة كل 11 عامًا، إذ ينقلب مجالها المغناطيسي، تظهر هذه الثقوب في جميع أنحاء السطح، مما يؤدي إلى توليد رشقات من الرياح الشمسية موجهة مباشرة إلى الأرض.
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 مجلة نيتشر.
قال المؤلف المشارك للدراسة جيمس دريك، أستاذ الفيزياء بجامعة ماريلاند، في بيان: “تحمل الرياح الكثير من المعلومات من الشمس إلى الأرض، لذا فإن فهم الآلية وراء رياح الشمس مهم لأسباب عملية على الأرض، سيؤثر ذلك فى قدرتنا على فهم كيفية إطلاق الشمس للطاقة ودفع العواصف المغناطيسية الأرضية، والتي تشكل تهديدًا لشبكات اتصالاتنا”.
يقول عالم الفيزياء الفلكية ستيوارت بيل Stuart Bale من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، على الرغم من أن الدليل على أن الرياح الشمسية السريعة ناتجة عن عمليات إعادة الاتصال المغناطيسية أمر مقنع، إلا أنها لا تزال ظرفية، يقول بيل: "تشير نتائجنا إلى أنه يمكن تسريع الرياح الشمسية إلى سرعات عالية قريبة جدًا من الشمس".
وأضاف بيل: "هذا يختلف إلى حد ما [عن] السيناريو القياسي لتوليد طاقة الرياح"، إذ يحدث التسارع بعيدًا عن الشمس.
لتأكيد نتائجهم، سيواصل الباحثون دراسة البيانات من المسبار الشمسي، إذ يدور بشكل حلزوني أقرب إلى الشمس، ليصل إلى وجهته النهائية على ارتفاع 4 ملايين ميل (6.4 مليون كيلومتر) فوق سطحه، إذ من المتوقع أن تقلى أجهزته تحت حرارة الشمس الشديدة.