تكشف مركبة الفضاء الأوروبية "سولار أوربيتر" عن وجود نفاثات بلازما صغيرة على الشمس تعمل على تحريك الرياح الشمسية المراوغة

تكشف مركبة الفضاء الأوروبية "سولار أوربيتر" عن وجود نفاثات بلازما صغيرة على الشمس تعمل على تحريك الرياح الشمسية المراوغة

تكشف مركبة الفضاء الأوروبية "سولار أوربيتر" عن وجود نفاثات بلازما صغيرة على الشمس تعمل على تحريك الرياح الشمسية المراوغة

اكتشف علماء الطاقة الشمسية أن نفثات صغيرة قصيرة العمر من الطاقة على شمسنا هي المحرك الأساسي للرياح الشمسية، مما يمثل خطوة نحو فك شفرة سلوك نجمنا المراوغ، وفي النهاية تحسين التنبؤات بعواصفه.

تشير كلمة "الرياح الشمسية" إلى جيوب من الجسيمات النشطة التي تنطلق من الشمس. وتتجه هذه الجسيمات أحيانًا نحو الأرض، كما حدث في الصيف الماضي عندما أمطرت مجموعة نادرة من هذه العواصف كوكبنا وأشعلت أضواء الشفق القطبي المذهلة في جميع أنحاء العالم – والتي من المرجح أن تكون أقوى أضواء الشفق القطبي التي رأيناها منذ قرون. ومع ذلك، يمكن للرياح الشمسية أيضًا أن تؤثر على كوكبنا بطريقة سلبية، مثل تعطيل إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وغيرها من التقنيات التي تعتمد على الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والراديو؛ كما يمكنها أيضًا تهديد سلامة رواد الفضاء في مدار الأرض.

ومع ذلك، فقد ثبت أن تحديد الأصول الدقيقة للرياح الشمسية أمر صعب. ويرجع هذا جزئياً إلى أن "الآثار" التي تحملها الجسيمات المشحونة في الرياح ـ وهي السمات التي يشتبه العلماء في أنها قد تكشف عن توقيعات فريدة للمناطق على الشمس التي تنشأ عنها الرياح الشمسية ـ كثيراً ما تكون مشوهة بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى الأرض.

التقطت المركبة الفضائية سولار أوربيتر هذه الصورة للشمس أثناء اقترابها الشديد في مارس 2022. (حقوق الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية)

كشفت أبحاث سابقة أن النفاثات الصغيرة التي تنبثق من فجوات كبيرة ومظلمة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس، أو الهالة الشمسية، تدفع أسرع جزيئات الرياح الشمسية على الرغم من كونها أضعف بتريليون مرة من أقوى شعلات الشمس ولا تستمر لأكثر من دقيقة. هذه "البيكوفلير" موجودة في كل مكان وتعمل بخطوط المجال المغناطيسي التي تمتد في الفضاء بدلاً من العودة إلى سطح الشمس، وتعمل كطرق سريعة كونية تسمح لجزيئات البلازما شديدة السخونة بالهروب من قبضة الشمس المغناطيسية والانطلاق إلى الخارج بسرعات تفوق سرعة الصوت.

قد يعجبك

الفضاء.كوم.

ومع ذلك، وجد العلماء أن تعقب مصدر المكون الأبطأ من الرياح الشمسية أكثر صعوبة. والآن، يقدم تحليل جديد أجراه تشيتا وفريقه، باستخدام بيانات قريبة من مركبة الفضاء سولار أوربيتر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، أدلة دامغة على أن هذه التوهجات الشمسية الصغيرة تزود أيضًا الرياح الشمسية الأبطأ بالطاقة.

وقال تشيتا في بيان صدر مؤخرا: "لقد فوجئنا للغاية عندما رأينا أن نفس النفاثات البلازمية الصغيرة تبدو وكأنها تحرك الرياح الشمسية السريعة والبطيئة على حد سواء. في السابق، كنا نفترض أن هناك عمليات مختلفة تجري".

وللتوصل إلى استنتاجاتهم، درس تشيتا وزملاؤه البيانات التي جمعتها مركبة سولار أوربيتر في أواخر عام 2022 وأوائل عام 2023، عندما اقتربت المركبة الفضائية من الشمس وفقًا للجدول الزمني. وخلال هذه الزيارات، تمكنت المركبة من الوصول إلى مسافة 31 مليون ميل تقريبًا (50 مليون كيلومتر) من نجمنا، مما سمح للكاميرات الموجودة على متنها بالتقاط صور عالية الدقة للنفثات في الثقوب الإكليلية بالإضافة إلى القياسات المباشرة للرياح الشمسية.

ومن خلال الجمع بين هذه الملاحظات، "تمكن الباحثون من ربط الرياح الشمسية التي تم قياسها في المركبة الفضائية مباشرة بتلك النفاثات نفسها"، حسبما كتبت وكالة الفضاء الأوروبية في بيان لها.

وأضافت الوكالة "هذه هي المرة الأولى التي نستطيع فيها أن نجزم بأن بعض الرياح الشمسية البطيئة تأتي أيضا من نفاثات صغيرة في ثقوب الإكليل". وحتى الآن كان أصل الرياح الشمسية غامضا.

قصص ذات صلة:

وقد تؤدي الاقترابات المقبلة للمسبار الشمسي من الشمس، والتي تحدث مرتين تقريبًا في العام، إلى إلقاء المزيد من الضوء على كيفية إطلاق التوهجات الشمسية.

وتم وصف هذا البحث في ورقة بحثية نشرت في 5 فبراير في مجلة Astronomy & Astrophysics.


تابعونا على أخبار جوجل


شارك الخبر

قوانين الفيزياء لا تزال مكسورة: محاولة تفسير التفرد المركزي للثقوب السوداء لا تزال غير كافية، كما يقول أحد العلماء ربما كانت التقارير التي تحدثت عن زوال التفرد سابقة لأوانها. في وقت سابق من هذا العام، اقترح بحث جديد حلاً محتملاً لأحد أكثر الجوانب إثارة للقلق في الفيزياء الحديثة – وهو أن "التفردات" تبدو موجودة في قلب الثقوب السوداء. نشأت الثقوب السوداء لأول مرة من حلول نظرية الجاذبية العظيمة لألبرت أينشتاين، النسبية العامة، التي نُشرت عام 1916. وهي تمثل النقطة التي تصبح فيها الكتلة كثيفة إلى ما لا نهاية – مركزة لدرجة أن انحناء الزمكان (التوحيد الرباعي الأبعاد للمكان والزمان) الذي تخلقها يصبح لا نهائيًا أيضًا. التفرد المركزي. ومن بينهم روبي هينيغار، الباحث في جامعة دورهام في إنجلترا. قال هينيغار لموقع Space.com في مارس الماضي: "المفردة هي الجزء الأكثر غموضًا وإشكالية في الثقب الأسود. إنها النقطة التي تصبح فيها مفاهيمنا عن المكان والزمان غير منطقية تمامًا". وأضاف: "إذا لم تكن للثقوب السوداء مفردات، فهي أكثر شيوعًا بكثير". الثقوب السوداء لن تجلس مكتوفة الأيدي من أجل إيجاد حلول لمشكلة التفرد في دراسة نُشرت في فبراير، استخدم هينيغار وزملاؤه نظريةً فعّالة عدّلت معادلات أينشتاين للمجال في النسبية العامة، بحيث تتصرف الجاذبية بشكلٍ مختلف عندما يكون الزمكان شديد الانحناء. هذا يستبدل التفرد المركزي بمنطقةٍ ساكنةٍ شديدة الانحناء تقع في قلب الثقب الأسود. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! ولكن لسوء الحظ، فإن هذه الوصفة للجاذبية لا تتفق مع ذوق العديد من العلماء، بما في ذلك عالم الفيزياء النظرية البولندي نيكوديم بوبلافسكي من جامعة نيو هافين، الذي قال لموقع Space.com إن لديه ثلاث مشاكل رئيسية مع نظرية الفريق. قال بوبلاوسكي: "أولًا، يفترض الفريق وجود خمسة أبعاد، بينما تشير التجارب والملاحظات إلى أننا نعيش في زمكان رباعي الأبعاد". وبينما تعتمد العديد من النظريات الأخرى التي قد تُفسر التفردات أيضًا على أبعاد إضافية (نظرية الأوتار تحتاج إلى أحد عشر بُعدًا على الأقل!)، لم يُقدم أي دليل على وجود هذه الأبعاد الإضافية حتى الآن. ثانياً، في نموذج الفريق، يكون الجزء الداخلي من الثقب الأسود ثابتاً، تابع بوبلاوسكي، موضحاً أن معادلات المجال الجاذبي تتنبأ بأن الزمكان داخل الحدود الخارجية للثقب الأسود، أفق الحدث، لا يمكن أن يكون ثابتاً. ثالثًا، يضيف نموذجهم، ارتجاليًا، عددًا لا نهائيًا من المصطلحات إلى معادلات المجال، بهدف استبعاد التفرد، كما أضاف بوبلاوسكي. "هذا يفتقر إلى دافع فيزيائي قوي، وهو مجرد استكشاف رياضي لنظرية الجاذبية ذات الأبعاد الإضافية." تختلف نظرية كسر التفرد عن كثير من المحاولات الأخرى لحل هذه المشكلة، والتي تسلك طريق توحيد النسبية العامة مع فيزياء الكم، وهي أفضل نظرياتنا عن الكون على المستويات دون الذرية، سعيًا لإنتاج نظرية موحدة لـ "الجاذبية الكمومية". مع ذلك، هذا لا يعني أن هذه النظريات أقرب إلى حل لغز التفرد. إحدى النظريات التوحيدية الأكثر تفضيلاً هي نظرية الأوتار، المذكورة أعلاه، والتي تستبدل الجسيمات الشبيهة بالنقاط بأوتار مهتزة. قال بوبلاوسكي: "تكمن مشكلة نظرية الأوتار في أنها تتطلب أبعادًا إضافية، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. كما أن هناك أشكالًا عديدة لنظرية الأوتار، لذا يستحيل دحضها. ومن المشاكل الأخرى أن العديد من أشكال نظرية الأوتار تتطلب وجود جسيمات فائقة التناظر، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. وبالتالي، فإن نظرية الأوتار ليست نظرية فيزيائية". أضاف بوبلاوسكي أن محاولات استبعاد تفردات الثقوب السوداء ضمن إطار الفيزياء الكلاسيكية قد فشلت أو ستفشل أيضًا لأنها رياضية بحتة وتفتقر إلى ما وصفه بـ "الدافع الفيزيائي العميق". بالطبع، هذا لا يعني انعدام قيمة استكشاف الأفكار، كما فعل فريق تحطيم التفرد. قال بوبلاوسكي: "قد يكون لاستكشاف أفكار كهذه قيمة رياضية. أحيانًا يبتكر الفيزيائيون تقنيات رياضية جديدة أو يجدون حلولًا لمعادلات يمكن استخدامها في فروع أخرى من الفيزياء". قصص ذات صلة: فهل يعتقد بوبلاوسكي أن البشرية ستتمكن يومًا ما من اكتشاف ما يكمن داخل الثقب الأسود، وإغلاق صفحة التفردات التي تكسر قواعد الفيزياء نهائيًا؟ نعم، ولكن مع تحذير. وقال بوبلافسكي في إشارة إلى الفرضية التي يعمل عليها منذ عام 2010: "أعتقد أن البشرية ستكتشف ما يكمن في قلب الثقب الأسود فقط إذا خلق كل ثقب أسود كونًا جديدًا، وبالتالي تم خلق كوننا في ثقب أسود". إذا كان كوننا قد نشأ في ثقب أسود، فمن الممكن اختبار تمدده المبكر باستخدام إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وربما في المستقبل باستخدام النيوترينوات أو موجات الجاذبية، والتي قد تستكشف المراحل المبكرة من عمر الكون، كما تابع بوبلاوسكي. "وإلا، لما تمكنا من فهم ما يحدث داخل الثقب الأسود تجريبيًا". قد يكون الوصول إلى حقيقة هذا اللغز صعبًا للغاية، لكن هذا لا يعني عدم المحاولة. استشهد بوبلاوسكي بمثال جانب آخر من الفيزياء انبثق من نظرية النسبية العامة، وتطلّب حله مثابرة كبيرة: تموجات صغيرة في الزمكان تُسمى "موجات الجاذبية". قال بوبلاوسكي: "استغرق رصد موجات الجاذبية على الأرض مئة عام بعد أن تنبأ بها أينشتاين من خلال معادلاته النسبية العامة. لذلك، قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن نكتشف ما يحدث في الثقوب السوداء".