الزيت والماء يقدمان تفسيراً لـ«إصبع التوهجات الشمسية»

صورة للتدفقات التي توصف بأنها تشبه الإصبع (ناسا)

في يناير (كانون الثاني) 1999 لاحظ العلماء حركات غامضة داخل التوهج الشمسي، فعلى عكس التوهجات النموذجية التي تُظهر طاقة ساطعة تنفجر من الشمس، فإن ذلك التوهج الشمسي أظهر أيضاً تدفقاً هبوطياً للحركة، كما لو كانت المادة تتراجع نحو الشمس. وتساءل علماء الفلك وقتها عمّا كانوا يرونه بالضبط.
الآن، وفي دراسة نُشرت 27 يناير الماضي، بدورية «نيتشر أسترونومي»، قدم علماء الفلك في مركز «هارفارد - سميثونيان» للفيزياء الفلكية تفسيراً جديداً لهذه التدفقات غير المفهومة.
يقول المؤلف الرئيسي عالم الفلك تشنغ كاي شين في تقرير لـ«هارفارد - سميثونيان» نشر بالتزامن مع الدراسة: «أردنا أن نعرف كيف تحدث هذه الهياكل، التي تشبه الأصابع الداكنة، وما الذي يدفعها للارتداد، وهل هي مرتبطة حقاً بإعادة الاتصال المغناطيسي؟». افترض العلماء أن هذه الهياكل مرتبطة بإعادة الاتصال المغناطيسي منذ اكتشافها في التسعينات، حيث تحدث عندما تنكسر الحقول المغناطيسية، وتطلق إشعاعات سريعة الحركة وحيوية للغاية، ثم يتم إصلاحها.
تقول كاثي ريفز، الباحثة المشاركة في الدراسة: «يوجد على الشمس الكثير من المجالات المغناطيسية التي تسير في جميع الاتجاهات المختلفة، وفي النهاية يتم دفع المجالات المغناطيسية معاً إلى النقطة التي تعيد تكوينها وتطلق فيها الكثير من الطاقة على شكل توهج شمسي». وتضيف: «الأمر أشبه بمد شريط مطاطي يتم قصَه من المنتصف، فسوف يعود إلى الوراء». وافترض العلماء أن التدفقات السفلية المظلمة هي علامات على انكسار الحقول المغناطيسية التي «تعود» إلى الشمس بعد اندلاع التوهج الشمسي. يقول المؤلف المشارك بن تشين، عالم الفلك في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا، معظم التدفقات إلى الأسفل التي لاحظها العلماء «بطيئة بشكل محير، بينما من المفترض وفق نظرية شريط المطاط أن تكون أسرع بكثير، وهو تضارب يتطلب بعض التفسيرات الأخرى». ولمعرفة ما كان يحدث، حلل الفريق صور التدفق السفلي التي التقطها مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لوكالة «ناسا» الفضائية، والذي يلتقط صوراً للشمس كل اثنتي عشرة ثانية في سبعة أطوال موجية مختلفة من الضوء، لقياس الاختلافات في الغلاف الجوي للشمس، ثم قاموا بعمل محاكاة ثلاثية الأبعاد للانفجارات الشمسية وقارنوها بالملاحظات.
أظهرت النتائج أن معظم الاضطرابات لا تتولد عن طريق إعادة الاتصال المغناطيسي. وبدلاً من ذلك، تتشكل من تلقاء نفسها في بيئة مضطربة وهي نتيجة تفاعل تماثِل تفاعل سائلين بكثافات مختلفة. تقول ريفز: «العلماء يرون نفس الشيء الذي يحدث عندما يختلط الماء والزيت معاً: فكثافتا السائلين المختلفتان غير مستقرتين ومنفصلتان في النهاية». وتضيف: «تلك الفراغات المظلمة التي تشبه الأصابع هي في الواقع غياب للبلازما، فالكثافة أقل بكثير من البلازما المحيطة».
ويخطط الفريق لمواصلة الدراسة باستخدام المحاكاة ثلاثية الأبعاد لفهم إعادة الاتصال المغناطيسي بشكل أفضل، من خلال فهم العمليات التي تسبب التوهجات والانفجارات الشمسية من الشمس، قد تساعد في النهاية في تطوير أدوات للتنبؤ بطقس الفضاء وتخفيف آثاره.