لماذا هالة الشمس أسخن 200 مرة من سطحها؟
أماكن قليلة في النظام الشمسي تصبح أكثر سخونة من سطح الشمس. ولكن على عكس التوقعات ، فإن المحلاق الضعيفة للبلازما في الطبقة الخارجية من غلافها الجوي - والمعروفة باسم الإكليل - هي طريقة أكثر احتراقًا من سطحها.
يقول جيا هوانغ ، الباحث في علوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا ، "من المربك جدًا أن تكون الهالة الشمسية بعيدة عن قلب الشمس ، لكنها أكثر سخونة".
يبقى سطح الشمس حوالي 10000 درجة فهرنهايت ، بينما يمكن أن تصل درجة حرارة الهالة الرقيقة إلى مليوني درجة. يُعرف هذا اللغز بمشكلة التسخين الإكليلي ، ويعمل علماء الفلك على حلها منذ منتصف القرن التاسع عشر.
يقول هوانغ: "ببساطة ، يمكن أن يساعدنا حل هذه المشكلة على فهم شمسنا بشكل أفضل". ويضيف أن الفهم الأفضل للفيزياء الشمسية "ضروري للتنبؤ بطقس الفضاء لحماية البشر". بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشمس هي النجم الوحيد الذي يمكننا إرسال المجسات إليه - فالآخرين ببساطة بعيدون جدًا. "وبالتالي ، فإن معرفة شمسنا يمكن أن يساعد في فهم النجوم الأخرى في الكون."
خلال الكسوف الكلي للشمس عام 1869 - محاذاة للشمس والقمر والأرض تحجب الجزء الأكبر من ضوء الشمس - تمكن العلماء من ملاحظة الهالة الباهتة. كشفت ملاحظاتهم عن ميزة في الهالة التي اتخذوها كدليل على وجود عنصر جديد: الإكليل. كشفت نظريات ميكانيكا الكم المحسّنة بعد أكثر من 60 عامًا عن أن "العنصر الجديد" هو الحديد القديم البسيط ، ولكن يتم تسخينه إلى درجة حرارة أعلى من سطح الشمس.
[مواضيع ذات صلة: ما زلنا لا نعرف حقًا ما بداخل الشمس - لكن هذا قد يتغير قريبًا]
كان هذا التفسير الجديد للقياس المحير لعام 1869 أول دليل على درجة الحرارة القصوى للإكليل ، وأطلق عقودًا من الدراسة لفهم كيفية ارتفاع درجة حرارة البلازما. طريقة أخرى لصياغة هذا السؤال هي ، من أين تأتي الطاقة في الهالة وكيف تصل إلى هناك؟
يقول هوانغ: "نحن نعلم على وجه اليقين أن هذه المشكلة لم يتم حلها بعد ، على الرغم من وجود العديد من النظريات ، وما زال مجتمع [علم الفلك] بأكمله يعمل بحماس على حلها". يوجد حاليًا فرضيتان رئيسيتان لكيفية تسخين الطاقة من الشمس للهالة: حركة الأمواج وظاهرة انفجارية تسمى nanoflares.
يتأرجح سطح الشمس ويحدث فقاعات مثل قدر من الماء المغلي. عندما تنتقل البلازما بالحمل الحراري - مع ارتفاع درجة حرارة المواد وانهيار المواد الباردة - فإنها تولد المجال المغناطيسي الهائل للشمس. يمكن لهذا المجال المغناطيسي أن يتحرك ويتذبذب في نوع معين من الموجات ، يُعرف باسم موجات ألفين ، والتي تدفع بعد ذلك حول البروتونات والإلكترونات فوق سطح الشمس. تعتبر موجات ألفين ظاهرة معروفة - حتى أن علماء فيزياء البلازما قد شاهدوها في تجارب على الأرض. يعتقد علماء الفلك أن الجسيمات المشحونة التي أثارتها الظاهرة قد تحمل الطاقة إلى الإكليل ، مما يؤدي إلى تسخينها إلى درجات حرارة صادمة.
التفسير الآخر المحتمل أكثر دراماتيكية قليلاً ، وهو يشبه إلى حد ما الشمس التي تقطع شريطًا مطاطيًا عملاقًا. عندما تتدهور بلازما الشمس وتدور في طبقتها العليا ، فإنها تحرف خطوط المجال المغناطيسي للنجم إلى أشكال معقودة وفوضوية. في النهاية ، لا تستطيع الخطوط تحمل هذا الضغط بعد الآن ؛ بمجرد أن يتم لفهم بعيدًا جدًا ، فإنهم ينطلقون في حدث متفجر يسمى إعادة الاتصال المغناطيسي. يؤدي هذا إلى إرسال الجسيمات المشحونة حولها وتسخينها ، وهو حدث يُشار إليه باسم الوهج النانوي ، الذي يحمل الطاقة إلى الإكليل. لاحظ علماء الفلك بعض الأمثلة على مركبات نانوية ذات تلسكوبات فضائية وأقمار صناعية حديثة.
كما هو الحال عادة مع الطبيعة ، يبدو أن الشمس لا تطلق موجات ألفين أو تخلق نانوفلاريس - إنها تفعل الأمرين على الأرجح. لا يعرف علماء الفلك عدد مرات حدوث أي من هذه الأحداث.
[مواضيع ذات صلة: تمسك بالأقمار الصناعية: الشمس على وشك أن تزداد عاصفة]
لكنهم قد يحصلون على بعض الإجابات المباشرة قريبًا. تم إطلاق Parker Solar Probe في عام 2018 ، وهو في مهمة لمس الشمس والغطس بالقرب من نجمنا أكثر من أي وقت مضى. إنه يطير حاليًا عبر بعض الأجزاء الخارجية من الإكليل ، مما يوفر أول نظرة عن قرب على حركات الجسيمات التي قد تكون مسؤولة عن درجات الحرارة القصوى. لقد مرت المهمة بالفعل عبر الغلاف الجوي الشمسي مرة واحدة ، وستستمر في التأرجح لبضع سنوات أخرى - مما يوفر معلومات أساسية لمساعدة العلماء على تسوية مشكلة التسخين الإكليلي مرة واحدة وإلى الأبد.
تعليقات
إرسال تعليق
اكــتــب تـعــلــيـقــك اذا كـــان لـــديـــك أي تــســاؤل عــن الــمــوضــوع