يمكن أخيرًا تحديد مصدر الظلال الشبحية في الغلاف الجوي للشمس

تدفقات سوبرا آركيد شوهدت في التوهج الذي حدث في 18 يونيو 2015. (ناسا SDO)

قد يكون لدينا أخيرًا تفسير للظلال الغامضة لسقوط المواد في الغلاف الجوي للشمس ، والتي لوحظت أثناء التوهجات الشمسية.

أولاً رصدت في عام 1999 ، يُعتقد أن هذه الخطوط الغامضة من الظل - التي يشار إليها باسم 'الفراغات المظلمة المتجهة لأسفل' - مرتبطة بتفاعلات المجال المغناطيسي التي تؤدي إلى اندلاع الانفجارات الشمسية. الآن ، وجد علماء الفيزياء الشمسية أن هذا ليس هو الحال في الواقع ؛ بدلاً من ذلك ، فإن هذه التدفقات السفلية فوق الممرات هي نتيجة لتفاعلات السوائل في البلازما الشمسية.

هذه الظاهرة تشبه إلى حد بعيد الهياكل التي لوحظت في واجهات الصدمة في بقايا المستعر الأعظم ، حيث يؤدي عدم الاستقرار أيضًا إلى هياكل طويلة تشبه الأصابع. سيساعدنا هذا الاكتشاف على فهم السلوك البري لشمسنا المضطربة بشكل أفضل.

إن فكرة أن الهياكل قد يكون لها علاقة بالمجال المغناطيسي الشمسي ليست غير منطقية ، لأن الحقول المغناطيسية شديدة التعقيد والفوضى هي التي تولد التوهجات في البداية.

نجمنا عبارة عن كرة هائجة ومضطربة من البلازما الساخنة بشكل لا يصدق ، وهو سائل مكون من جسيمات مشحونة تتفاعل بقوة مع القوى الكهرومغناطيسية. نظرًا لأن الشمس هي كرة ، فإن سطح خط الاستواء يدور أسرع من القطبين. ينتج عن هذا المجال المغناطيسي الشمسي تزايد متشابكة ، والتي بدورها يمكن أن تنتج مجالات مغناطيسية موضعية قوية في جميع أنحاء الشمس ، مما يفتح البقع الشمسية التي تنبثق منها التوهجات.

في هذه المجالات المغناطيسية الموضعية ، يمكن أن تصبح خطوط المجال فوضوية. عند جذور التوهجات الشمسية ، تتصل الخطوط المتعارضة وتلتقط وتعيد الاتصال. تمتد أيضًا صفائح قوية من التيار الكهربائي عبر منطقة التوهج الشمسي الأساسية. ينتج عن إعادة الاتصال المغناطيسي هذا إطلاق الطاقة وتسريع الإلكترونات إلى السرعات النسبية.

على الشمس ، ما يحدث هو أن لديك الكثير من المجالات المغناطيسية التي تشير في جميع الاتجاهات المختلفة. في النهاية يتم دفع الحقول المغناطيسية معًا إلى النقطة التي تعيد تكوينها وتطلق الكثير من الطاقة في شكل توهج شمسي ، قالت عالمة الفلك كاثي ريفز من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية.

يشبه الأمر إطالة شريط مطاطي وقصه من المنتصف. إنه مرهق وممتد رقيقًا ، لذلك سوف يعود.

تدفقات سوبرا أركيد ، المضمنة في هياكل تشبه المروحة ، تشبه إلى حد كبير تدفقات إعادة الاتصال المتوقعة التي شوهدت في محاكاة الديناميكا المائية المغناطيسية - حركة السوائل الموصلة كهربائيًا. لكن مع مشكلة واحدة كبيرة: إنها أبطأ بنحو 15 في المائة من التدفقات الخارجة المحاكاة ، والتي وجد العلماء صعوبة في حلها.

أراد فريق من الباحثين بقيادة عالم الفلك Chengcai Shen من مركز Harvard & Smithsonian للفيزياء الفلكية الوصول إلى حقيقة هذا التناقض الغريب ، لذلك التقطوا صورًا للتدفقات السفلية من مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية الفضائي التابع لناسا ودرسوها بعناية.

بعد ذلك ، أجروا عمليات محاكاة للانفجارات الشمسية ، وقارنوها ببيانات المراقبة. وجدوا أن إعادة الاتصال المغناطيسي ليست مسؤولة عن غالبية الظلال.

بدلاً من ذلك ، عندما تقابل التدفقات السفلية لإعادة الاتصال المغناطيسي حلقات التوهج المغلقة للمجال المغناطيسي ، فإنها تخلق صدمة إنهاء. لاحظ الباحثون أن التدفقات السفلية للممرات الفائقة تتشكل تلقائيًا في منطقة الواجهة المضطربة أسفل صدمة النهاية ، وهي نتيجة تفاعل السوائل بكثافات مختلفة - مثل الزيت والماء.

تشبه منطقة الواجهة تلك المنطقة المحصورة بين صدمتين أمامية وعكسية في بقايا مستعر أعظم ، حيث يمكن أيضًا العثور على هياكل تشبه الإصبع.

هذه الفراغات المظلمة التي تشبه الأصابع هي في الواقع غياب للبلازما. الكثافة هناك أقل بكثير من البلازما المحيطة ، ' قال ريفز .

تكشف النتائج أن منطقة الواجهة قد تكون أكثر تعقيدًا مما كنا نظن ، مما قد يساعدنا في فهم كيفية إطلاق الطاقة المغناطيسية أثناء التوهجات الشمسية. يخطط الفريق لمواصلة إجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد للظواهر الشمسية لمزيد من البحث.

تم نشر البحث في علم الفلك الطبيعي .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.