التوهج الشمسي أكثر حرارة 6 مرات مما نعتقد

توهج شمسي بحجم مماثل لحجم كوكب الأرض (ألكسندر راسل - جامعة سانت أندروز - ناسا)

أفاد باحثون من جامعة سانت أندروز في اسكوتلندا بأن جسيمات التوهجات الشمسية التى تنطلق من نجم الشمس أعلى حرارةً 6 مرات ونصف المرة تقريباً مما كان يُعتقد سابقاً، ما قد يسهم في حل لغز علمي عمره 50 عاماً.

حلل البحث، الذي نُشر، الأربعاء، في مجلة «أستروفيزيكال جورنال ليترز»، أدلة جديدة على كيفية ارتفاع درجة حرارة التوهجات الشمسية إلى أكثر من 10 ملايين درجة مئوية كما يُعتقد، حيث تتكون جسيمات ما يُعرف بالبلازما الشمسية من أيونات وإلكترونات.

ويجادل البحث الجديد بأن أيونات التوهجات الشمسية، وهي جسيمات موجبة الشحنة تشكل نصف البلازما، يمكن أن تصل إلى أكثر من 60 مليون درجة.

والتوهجات الشمسية هي أحداث فلكية مفاجئة، عبارة عن إطلاقات هائلة للطاقة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس، ويمكن أن تصل إلى الأرض في غضون دقائق.

وتزيد هذه الأحداث الفلكية الهائلة بشكل كبير من الأشعة السينية والإشعاعات الشمسية التي تصل إلى الأرض، وهي مصدر خطورة على المركبات الفضائية ورواد الفضاء، كما تؤثر على الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا، لذا يسعى العلماء دائماً إلى دراسة خصائصها ومعرفة الكيفية المثلي للتعامل معها.

بالنظر إلى بيانات من مجالات بحثية أخرى، أدرك الفريق البحثي، بقيادة الدكتور ألكسندر راسل، المحاضر الأول في نظرية الطاقة الشمسية بكلية الرياضيات والإحصاء بجامعة سانت أندروز، أن التوهجات الشمسية من المرجح جداً أن تُسخّن الأيونات بقوة أكبر مقارنة بالإلكترونات.

وقال راسل في بيان، الأربعاء: «لقد أثارت الاكتشافات الحديثة التي تُشير إلى أن عملية تُسمى إعادة الاتصال المغناطيسي تُسخّن الأيونات بمقدار 6.5 تقريباً أضعاف الإلكترونات».

وأضاف: «يبدو أن هذا قانون عالمي، وقد تم تأكيده في الفضاء القريب من الأرض، والرياح الشمسية، والمحاكاة الحاسوبية. ومع ذلك، لم يسبق لأحد أن ربط العمل في هذه المجالات بالتوهجات الشمسية».

ووفق الباحثين، تُقدّم نتائج البحث حلاً غير متوقع للغزٍ عمره 50 عاماً عن أقرب نجم إلينا.

ولطالما طُرح سؤالٌ منذ سبعينات القرن الماضي عن سبب كون خطوط طيف التوهج، وهي توهجات ساطعة في الإشعاع الشمسي عند «ألوان» محددة في الأشعة فوق البنفسجية الشديدة والأشعة السينية، أوسع من المتوقع.

تاريخياً، كان يُعتقد أن هذا لا يمكن أن يكون إلا بسبب الحركات المضطربة لهذه التوهجات، لكن هذا التفسير تعرَّض لنقاشات ضاغطة مع محاولة العلماء تحديد طبيعة الاضطراب.

والآن وبعد ما يقرب من 50 عاماً، يُجادل العمل البحثي الجديد بشأن تحولٍ نموذجي حيث يمكن لدرجة حرارة الأيونات أن تُسهم بشكل كبير في تفسير عرض خطوط أطياف التوهج الشمسي الغامضة.

وكما أوضح راسل: «لطالما افترضت فيزياء الطاقة الشمسية أن الأيونات والإلكترونات يجب أن تكون لها درجة الحرارة نفسها. ومع ذلك، بإعادة إجراء الحسابات باستخدام البيانات الحديثة، وجدنا أن الاختلافات في درجة حرارة الأيونات والإلكترونات يمكن أن تستمر لعشرات الدقائق في أجزاء مهمة من التوهجات الشمسية، مما فتح المجال لدراسة الأيونات فائقة الحرارة للمرة الأولى».

وشدَّد على أن «الأمر الأكثر أهمية هو أن درجة حرارة الأيونات تتناسب جيداً مع عرض خطوط طيف التوهج، مما قد يحل لغزاً في الفيزياء الفلكية ظل قائماً لما يقرب من نصف قرن».