الكشف عن أول ملاحظة كاملة محتملة لـ "وهج نانوي" من الشمس!

وكان موضوعه المتواضع المختار عبارة عن حلقة صغيرة ومختصرة من الضوء الشمسي، بالكاد يمكن اكتشافها بالنظر إلى المخطط الكبير للشمس.

ولكن الحجم ليس كل شيء، حيث بحث علماء الفلك عن انفجار صغير مثل هذا لأكثر من نصف قرن.

وقد يكون الوميض تحت هالة الشمس شديدة الحرارة، الذي تعثر به بهاء الدين، أول لمحة كاملة عن "وهج نانوي" شمسي - من بدايته الساطعة المفاجئة إلى زواله الأزيز الذي لا مفر منه. 

إقرأ المزيد

أدلة نيزك "تكشف" عن كائن ضخم غير معروف في النظام الشمسي المبكر!

وإذا كانت الحلقات الخفية والعابرة مثل هذه مسألة متكررة، فيمكن أن تساعد في تفسير كيف أصبحت هالة الشمس أكثر سخونة بمئات المرات من سطحها المرئي - وهو لغز يُعرف باسم مشكلة التسخين الإكليلي.

ويعترف بهاء الدين: "اعتقدت أن الحلقات جعلت الجو المحيط أكثر سخونة قليلا. لم أفكر أبدا في أنها ستنتج الكثير من الطاقة لدرجة أنها قد تدفع بالفعل البلازما الساخنة إلى الهالة وتسخنها".

وكونه أصغر بمليار مرة من التوهجات الشمسية العادية، فمن الصعب للغاية اكتشاف "الوهج النانوي"، ولم يكن موجودا إلا من الناحية النظرية، لذلك ما يزال الباحثون مترددين في تسمية الاكتشاف بهذا الاسم الرسمي.

ومن الناحية النظرية، لدينا فكرة عن الشكل الذي يجب أن يبدو عليه الوهج النانوي، لكن هذا يعتمد على عدة افتراضات.

ويقول بهاء الدين: "لا أحد يعرف حقيقة، لأنه لم يره أحد من قبل". 

ومنذ أن اقترح عالم الفيزياء الفلكية يوجين باركر، لأول مرة فكرة الوهج النانوي في السبعينيات، كان الخبراء يحاولون معرفة الشكل الذي قد تبدو عليه هذه الانفجارات في الواقع.

وإذا كانت موجودة بالفعل، فمن المستحيل تقريبا رؤيتها، وتحدث ملايين المرات في الثانية دون أن تلاحظ أدواتنا على الإطلاق ذلك. 

وفي عام 2017، أظهرت منطقة نشطة في الشمس، استضافت عددا قليلا جدا من مشاعل الحجم الطبيعي، مستوى مثيرا للفضول من التسخين. ومن الواضح أن شيئا غير مرئي يجب أن يساهم بالطاقة في الغلاف الجوي. 

ومن الناحية الفنية، لكي يتم اعتباره توهجا نانويا مناسبا، يجب أن ينطلق انفجار من الحرارة من خلال الحقول المغناطيسية المتشابكة للشمس، والتي تنتجها فقاعات من البلازما المتماوجة بالأسفل.

وعندما تعيد هذه الحقول الاتصال، يُعتقد أنها تسبب عملية انفجارية - تعادل زهاء 10 مليارات طن من مادة تي إن تي. وهذا ينشط ويسرع الجسيمات المحيطة، وإذا كان كل هذا النشاط قويا بما يكفي لتسخين هالة الشمس، على بعد آلاف الكيلومترات فوقها، فقد يطلق عليه اسم توهج نانوي.

ولتحليل بعض أفضل صور هالة الشمس المأخوذة من مطياف تصوير منطقة واجهة ناسا أو القمر الصناعي IRIS، يحدد الاكتشاف الجديد كلا المربعين. ولم تكن الحلقة الصغيرة من الضوء أكثر سخونة بملايين الدرجات من المناطق المحيطة بها فحسب، بل بدت الطريقة التي اندلعت بها غريبة.

ويشرح بهاء الدين: "عليك أن تفحص ما إذا كان من الممكن تبديد الطاقة من وهج نانوي في الهالة. إذا ذهبت الطاقة إلى مكان آخر، فهذا لا يحل مشكلة التسخين الإكليلي".

وبالنظر إلى البيانات، اتضح أن العناصر الثقيلة، مثل السيليكون، أصبحت أكثر سخونة وطاقة من العناصر الأخف مثل الأكسجين، وهو بالضبط عكس ما تتوقعه.

وعند البحث عن نوع من الحرارة يمكن أن يؤثر على ذرة الأكسجين بشكل مختلف عن ذرة السيليكون بهذه الطريقة، وجد الباحثون تطابقا واحدا فقط: حدث إعادة الاتصال المغناطيسي.

إقرأ المزيد

رصد مذنب اكتشف حديثا وهو يتجه نحو الشمس أثناء الكسوف الكلي الوحيد لعام 2020

وفي ظل هذه الظروف الفوضوية المعقدة، تتمتع الأيونات الأثقل بميزة، لأنها يمكن أن تحرث من خلال حشود الأيونات الخفيفة وسرقة كل الطاقة، ما يؤدي إلى تراكم حرارة كبيرة في هذه العملية.

ولكن هذه كانت مجرد فرضية، وبدا أنها كانت بعيدة المنال. وتتطلب الشروط اللازمة لتحقيق هذا النوع من التسخين النسبة الصحيحة فقط من السيليكون للأكسجين. 

ولدهشة الفريق، يبدو أنهم عثروا على تفسير حقيقي للتسخين الإكليلي. وكانت الخطوة التالية هي معرفة ما إذا كان قد أدى بالفعل إلى تسخين الهالة.

وبتحليل البيانات من المنطقة الواقعة فوق الحلقة المضيئة مباشرة، قبل اندلاعها مباشرة، اكتشف الفريق الدليل الأخير.

وقال بهاء الدين: "كان هناك تأخير 20 ثانية فقط. رأينا السطوع، ثم رأينا فجأة أن الهالة ترتفع درجة حرارتها إلى عدة ملايين من درجات الحرارة".

وبالفعل، وجد الفريق تسع حلقات أخرى على سطح الشمس تظهر أيضا انتقالا مشابها للطاقة إلى الإكليل.

وفي جميع الاحتمالات، يعتقد علماء الفلك أن هناك على الأرجح آليات متعددة غير مرئية تلعب دورها. وربما لا يكون الأمر مجرد أمر واحد يسخّن الغلاف الجوي للشمس إلى درجات حرارة شديدة مثل هذه، والعديد من الأفكار التي لدينا الآن ليست متبادلة.

وتشمل النظريات الأخرى الموجات الكهرومغناطيسية التي تسود الخارج من الشمس، وتسخن الجزيئات وتسمح لها بالتصفح في الغلاف الجوي الخارجي.

ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy.

المصدر: ساينس ألرت