تتكون الرياح الشمسية من جسيمات مشحونة تسمى البلازما والتي تنطلق باستمرار من الشمس. ينتشر إلى الخارج عبر الفضاء بين الكواكب، ويصطدم بأي شيء في طريقه. عندما تصطدم الرياح الشمسية بالمجال المغناطيسي للأرض، فإنها تشكل الشفق القطبي.

على الرغم من أن الرياح الشمسية هي سمة أساسية للشمس، إلا أن فهم كيفية ومكان تشكلها بالقرب من الشمس أثبت أنه بعيد المنال وكان محورًا رئيسيًا للدراسة لعقود من الزمن. والآن، وبفضل أدواتها الممتازة، اقتربت المركبة الشمسية Solar Orbiter من تحقيق خطوة مهمة.

تأتي البيانات من أداة تصوير الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUI) الخاصة بمركبة Solar Orbiter. تكشف صور القطب الجنوبي للشمس التي التقطتها EUI في 30 مارس 2022 عن مجموعة من السمات الباهتة قصيرة العمر المرتبطة بنفثات صغيرة من البلازما المنبعثة من الغلاف الجوي للشمس.

يقول لاكشمي براديب شيتا من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي الألماني والمؤلف الرئيسي للورقة التي تصف العمل: “لم نتمكن من اكتشاف هذه النفاثات الصغيرة إلا بسبب الصور غير المسبوقة عالية الدقة وعالية الإيقاع التي أنتجتها EUI”. . على وجه التحديد، تم التقاط الصور في قناة الأشعة فوق البنفسجية القصوى لجهاز التصوير عالي الدقة التابع لـ EUI، والذي يرصد البلازما الشمسية بمليون درجة عند طول موجة يبلغ 17.4 نانومتر.

والجدير بالذكر أن التحليل يظهر أن هذه الميزات ناتجة عن طرد البلازما من الغلاف الجوي الشمسي.

لقد عرف الباحثون منذ عقود أن جزءًا كبيرًا من الرياح الشمسية يرتبط بهياكل مغناطيسية تسمى الثقوب الإكليلية، وهي مناطق لا يعود فيها المجال المغناطيسي للشمس إلى الشمس. وبدلا من ذلك، يمتد المجال المغناطيسي إلى عمق النظام الشمسي.

تتدفق البلازما على طول خطوط المجال المغناطيسي “المفتوحة” وتنتقل إلى النظام الشمسي لتشكل الرياح الشمسية. لكن السؤال هو: كيف بدأت البلازما؟

الافتراض التقليدي هو أنه مع ارتفاع حرارة الإكليل، فإنه يتوسع بشكل طبيعي ويتسرب جزء منه إلى المجال. لكن هذه النتائج الجديدة تنظر إلى الثقب الإكليلي الموجود في القطب الجنوبي للشمس، وتتحدى النفاثات الفردية المكتشفة الافتراض القائل بأن الرياح الشمسية تتشكل فقط في تدفق مستمر وثابت.

يقول أندريه جوكوف من المرصد الملكي البلجيكي: “أحد الاستنتاجات هنا هو أن التدفق ليس منتظمًا حقًا إلى حد كبير، ويشير تواجد النفاثات في كل مكان إلى أن الرياح الشمسية قد تشكل تدفقًا متقطعًا للغاية من الثقوب الإكليلية”. ، أحد المتعاونين في المهمة التي قادت حملة مراقبة المركبة الشمسية المدارية.

الطاقة المرتبطة بكل طائرة صغيرة. في الطرف العلوي من الأحداث الإكليلية توجد التوهجات الشمسية من الدرجة X وفي الطرف السفلي توجد التوهجات النانوية. تبلغ طاقة التوهج X مليار مرة طاقة التوهج النانوي. تعتبر النفاثات الصغيرة التي اكتشفها المسبار الشمسي أقل نشاطًا، حيث تُظهر طاقة أقل بألف مرة من التوهج النانوي، وتطرد الكثير من تلك الطاقة إلى البلازما.

وهي موجودة في كل مكان، وتشير الملاحظات الجديدة إلى أنها تقذف جزءًا كبيرًا من المواد التي نراها في الرياح الشمسية. وقد تكون الأحداث الأصغر حجمًا والأكثر تكرارًا أكثر.

وقال ديفيد بيرجمانز من المرصد الملكي البلجيكي والباحث الرئيسي لأداة EUI: “أعتقد أنها خطوة مهمة للعثور على شيء في القرص يساهم بالتأكيد في الرياح الشمسية”.

حاليًا، يدور المسبار الشمسي حول الشمس بالقرب من خط الاستواء. لذلك في هذه الملاحظات، يرى EUI القطب الجنوبي في زاوية الرعي.

“من الصعب قياس بعض خصائص هذه النفاثات الصغيرة عند النظر إليها من الحافة، ولكن في غضون سنوات قليلة، سنراها من منظور مختلف عن أي تلسكوبات أو مراصد أخرى، لذلك من المفترض أن يساعدنا ذلك كثيرًا.” هو يقول. دانييل مولر، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية للمركبة الشمسية المدارية.

وذلك لأنه مع استمرار المهمة، ستحرك المركبة الفضائية مدارها تدريجياً نحو المناطق القطبية. وفي الوقت نفسه، سيتقدم نشاط الشمس خلال الدورة الشمسية وستبدأ الثقوب الإكليلية في الظهور عند خطوط عرض مختلفة، مما يوفر منظورًا جديدًا فريدًا.

وبما أن هذا العمل يمتد إلى ما هو أبعد من نظامنا الشمسي، فإن جميع المشاركين سيكونون متحمسين لرؤية الأفكار الجديدة التي يمكنهم استخلاصها.

الشمس وحدها هي التي يمكنها مراقبة غلافها الجوي بمثل هذه التفاصيل، ولكن من المحتمل أن تحدث نفس العملية في النجوم الأخرى. وهذا ما يجعل هذه الملاحظات بمثابة اكتشاف لعملية فيزيائية فلكية أساسية.

ملاحظات للمعلمين
تقوم طائرات بيكوفلر بدفع الرياح الشمسية الخارجة من الثقب الإكليلي الموجود في الشمس ليرة لبنانية شيتا وآخرون. نشرت في علوم، 24 أغسطس 2023. دوى: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter هي مهمة فضائية للتعاون الدولي بين وكالة الفضاء الأوروبية وناسا، وتديرها وكالة الفضاء الأوروبية.

للمزيد من المعلومات الرجاء الاتصال:
العلاقات الإعلامية لوكالة الفضاء الأوروبية
[email protected]