حل لغز التباين بين حرارة سطح الشمس وإكليلها الخارجي

الإكليل الشمسي تفوق حرارته سطح الشمس نفسها (ناسا)

نجح فريق دولي من العلماء في حل لغز عمره أكثر من قرن من الزمان، يتعلق بالتباين الشديد بين درجة حرارة سطح الشمس وغلافها الجوي العلوي، الذي يأخذ شكل «الإكليل أو الهالة»، ويعرف بـ«الإكليل الشمسي».

ويوجد «الإكليل الشمسي» على بعد حوالي 5 آلاف كيلومتر فوق سطح الشمس، وكانت درجة حرارته التي تفوق السطح المرئي للشمس نفسها، تحير العلماء منذ زمن بعيد، غير أن الفريق الدولي الذي يقوده باحثون من معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا، استطاع أن يقدم حلاً لهذا اللغز.

ومن خلال بيانات رصد جديدة تم الحصول عليها باستخدام تلسكوب جود الشمسي (GST)، الذي يبلغ ارتفاعه 1.6 مترا في مرصد «بيغ بير» الشمسي (BBSO)، التابع لمعهد نيو جيرسي للتكنولوجيا، أعلن الباحثون في دراسة نُشرت «الأربعاء» في مجلة «نيتشر أسترونومي»، عن اكتشاف موجات من الطاقة المكثفة من منطقة بلازما باردة ومظلمة وممغنطة توجد على الشمس، وقادرة على عبور الغلاف الجوي الشمسي والحفاظ على درجات حرارة تصل إلى مليون درجة كلفن داخل الهالة، أي أن أبرد مناطق الشمس، هي بمثابة مخازن سرية لتسخين الهالة الشمسية.

وباستخدام قدرات التصوير الفريدة لـ«تلسكوب جود الشمسي»، تمكن الفريق البحثي في البداية من التقاط موجة متحركة تتكون من ترددات عمودية في أبرد منطقة على الشمس، تسمى البقع الشمسية. ويمكن أن تتشكل مناطق البقع الشمسية المظلمة، لأن المجال المغناطيسي القوي للشمس يثبط التوصيل الحراري ويعوق إمداد الطاقة من الداخل الأكثر سخونة إلى السطح المرئي (أو الفوتوسفير)، حيث تصل درجات الحرارة إلى ما يقرب من 5000 درجة مئوية.

وللتحقيق في ذلك، قاس الفريق نشاط بقعة شمسية نشطة مسجلة بواسطة «تلسكوب جود الشمسي»، بما في ذلك الترددات العمودية لألياف البلازما داخلها، حيث يكون المجال المغناطيسي أقوى بأكثر من 6000 مرة من الأرض.

وقال ويندا كاو، مدير مرصد «بيغ بير» الشمسي، أستاذ الفيزياء في معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمعهد، بالتزامن مع نشر الدراسة، «لوحظت هذه الألياف في البقع الشمسية لفترة طويلة؛ لكن للمرة الأولى تمكن فريقنا من اكتشاف الترددات العمودية المنتشرة في كل مكان في الألياف الممغنطة، والتي تجلب الطاقة إلى الأعلى من خلال قنوات مغناطيسية طويلة رأسياً وتساهم في تسخين الغلاف الجوي العلوي للشمس».

ومن خلال محاكاة عددية لهذه الموجات، يقدر الفريق أن الطاقة المنقولة يمكن أن تكون أقوى بآلاف المرات من فقد الطاقة في بلازما المنطقة النشطة في الغلاف الجوي العلوي للشمس، وهو ما يفسر ارتفاع درجات حرارة البلازما الحارقة في الهالة.