قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
تعرض الصور الجديدة للشمس التي التقطتها مهمة Solar Orbiter أعلى المناظر دقة للسطح المرئي لنجمنا على الإطلاق، وتكشف عن البقع الشمسية والغاز المشحون المتحرك باستمرار والذي يسمى البلازما. يمكن أن تزود الصور علماء الفيزياء الشمسية بأدلة جديدة للمساعدة في كشف أسرار الشمس بشكل لم يسبق له مثيل.
تُظهر الصور، التي تم التقاطها في 22 مارس 2023، وتم إصدارها يوم الأربعاء، جوانب ديناميكية مختلفة للشمس، بما في ذلك حركات مجالها المغناطيسي وتوهج الإكليل الشمسي شديد الحرارة، أو الغلاف الجوي الخارجي.
اعتمدت المركبة الفضائية على اثنين من أدوات التصوير الستة الخاصة بها، بما في ذلك جهاز تصوير الأشعة فوق البنفسجية القصوى، أو EUI، وجهاز التصوير القطبي والهليوسيزمي، أو PHI، لالتقاط الصور من مسافة 46 مليون ميل (74 مليون كيلومتر).
إن مركبة Solar Orbiter، وهي مهمة مشتركة بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا تم إطلاقها في فبراير 2020، تدور حول الشمس من مسافة متوسطة تبلغ 26 مليون ميل (42 مليون كيلومتر). تساعد مهمات مثل Solar Orbiter وParker Solar Probe التابعة لناسا في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول الجرم السماوي الذهبي، مثل ما الذي يغذي تياره من الجسيمات المشحونة التي تسمى الرياح الشمسية ولماذا تكون الهالة أكثر سخونة من سطح الشمس.
يستعد Parker Solar Probe لتحقيق أقرب اقتراب من الشمس بواسطة مركبة فضائية في أواخر ديسمبر، في حين تم تكليف Solar Orbiter بالتقاط أقرب صور على الإطلاق لسطح الشمس. مسار رحلة مسبار باركر الشمسي سيجعله قريبًا جدًا من الشمس بحيث لا يمكنه حمل الكاميرات والتلسكوبات، لكن Solar Orbiter مجهز بمجموعة من الأدوات لمشاركة ملاحظاته الفريدة عن الشمس.
علاوة على ذلك، يقوم كل من Solar Orbiter وParker Solar Probe بدراسة الشمس على مسافات متقاربة في وقت مثالي، خلال ذروة دورتها السنوية.
وقال دانييل مولر، عالم مشروع سولار أوربيتر، في بيان: “المجال المغناطيسي للشمس هو المفتاح لفهم الطبيعة الديناميكية لنجمنا من أصغر المقاييس إلى أكبرها”.
“تُظهر هذه الخرائط الجديدة عالية الدقة من أداة PHI الخاصة بـ Solar Orbiter جمال المجال المغناطيسي لسطح الشمس وتتدفق بتفصيل كبير. وفي الوقت نفسه، فهي ضرورية لاستنتاج المجال المغناطيسي في هالة الشمس الساخنة، والتي تصورها أداة EUI الخاصة بنا.
صور شمسية مذهلة
تعرض الصور الجديدة معًا طبقات الشمس المتنوعة والمعقدة.
التقط جهاز التصوير القطبي والهليوسيسي أعلى دقة للمناظر الكاملة لسطح الشمس المرئي، أو الغلاف الضوئي، حتى الآن. تقريبًا كل إشعاع الشمس ينشأ من الغلاف الضوئي، مع درجات حرارة مرتفعة تتراوح بين 8132 و10832 درجة فهرنهايت (4500 و6000 درجة مئوية).
تتموج تحت طبقة الفوتوسفير بلازما ساخنة تتحرك في منطقة الحمل الحراري للشمس، على غرار كيفية تحرك الصهارة الساخنة داخل عباءة الأرض.
الغرض من أداة PHI هو رسم خريطة لسطوع الغلاف الضوئي وقياس سرعة واتجاه المجالات المغناطيسية للشمس.
تُظهر الصورة الضوئية المرئية للغلاف الضوئي بقعًا شمسية تشبه الثقوب الموجودة على سطح الشمس. هذه المناطق المظلمة، والتي يمكن أن يصل بعضها إلى حجم الأرض أو أكبر، مدفوعة بمجالات الشمس المغناطيسية القوية والمتغيرة باستمرار. البقع، وهي المناطق التي يخترق فيها المجال المغناطيسي للشمس السطح، تكون أكثر برودة من المناطق المحيطة بها وتعطي ضوءًا أقل.
يُظهر الرسم المغناطيسي اتجاه خط البصر للمجال المغناطيسي للشمس، والذي يتجمع حول البقع الشمسية. – وكالة الفضاء الأوروبية
كما مكّنت أداة PHI العلماء من أخذ خريطة مغناطيسية، أو مخطط مغناطيسي، يوضح تركيزات المجال المغناطيسي للشمس داخل مناطق البقع الشمسية. عادة، يساعد الحمل الحراري على نقل الحرارة من داخل الشمس إلى سطح الشمس، ولكن هذه العملية تتعطل عندما تضطر الجسيمات المشحونة إلى اتباع خطوط المجال المغناطيسي المتجمعة حول البقع الشمسية.
قام العلماء أيضًا بقياس سرعة واتجاه المواد الموجودة على سطح الشمس باستخدام خريطة السرعة، أو “تاكوجرام”. تشير الأجزاء الزرقاء إلى الحركة نحو Solar Orbiter، بينما يوضح اللون الأحمر ما يتحرك بعيدًا عن المركبة الفضائية.
يتحرك الغاز المشحون الموجود على سطح الشمس بشكل عام جنبًا إلى جنب مع كيفية دوران الشمس حول محورها، بينما يتم دفع البلازما للخارج حول البقع الشمسية.
وفي الوقت نفسه، يراقب جهاز تصوير الأشعة فوق البنفسجية القصوى هالة الشمس للمساعدة في تحديد سبب ارتفاع درجة حرارتها بشكل ملحوظ عن الغلاف الضوئي، حيث تصل إلى 1.8 مليون درجة فهرنهايت (1 مليون درجة مئوية). توفر صورة الإكليل التي التقطتها EUI لقطة لما يحدث فوق الغلاف الضوئي، ويمكن رؤية البلازما الساخنة المتوهجة وهي تبرز من مناطق البقع الشمسية.
نظرًا لقرب Solar Orbiter من الشمس، كان لا بد من تدوير المركبة الفضائية بعد كل صورة لالتقاط كل جزء من وجه الشمس. ونتيجة لذلك، فإن كل صورة هي نتيجة فسيفساء مكونة من 25 صورة فردية.
يُظهر “التاكوجرام” سرعة خط البصر واتجاه حركة المواد على سطح الشمس، مع وجود علامة زرقاء على المادة تتحرك نحو Solar Orbiter واللون الأحمر يصور ما يتحرك بعيدًا عنه. – وكالة الفضاء الأوروبية
أعرب مارك ميش، عالم الأبحاث في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، عن تقديره لإمكانية رؤية كل من الميزات واسعة النطاق، مثل المغناطيسية الشمسية، والميزات صغيرة الحجم على السطح في الصور. لم يشارك Miesch في إصدار الصورة.
وقال ميش، وهو أيضاً عالم أبحاث في المعهد التعاوني لأبحاث العلوم البيئية بجامعة كولورادو: “كلما نظرنا عن كثب، كلما رأينا أكثر”. “لفهم التفاعل المتقن بين الكبير والصغير؛ بين المجالات المغناطيسية الملتوية والتدفقات المتموجة، نحتاج إلى رؤية الشمس بكل روعتها. وهذه الصور عالية الدقة من Solar Orbiter تجعلنا أقرب إلى هذا الطموح من أي وقت مضى.
وقت ديناميكي للشمس
أعلن علماء من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ووكالة ناسا واللجنة الدولية للتنبؤ بالدورة الشمسية في أكتوبر أن الشمس قد وصلت إلى الحد الأقصى للطاقة الشمسية، أو ذروة النشاط خلال دورتها التي تبلغ 11 عامًا. وفي ذروة الدورة الشمسية، تنقلب أقطاب الشمس المغناطيسية، مما يؤدي إلى انتقال الشمس من الهدوء إلى النشاط. يتتبع الخبراء النشاط الشمسي المتزايد من خلال حساب عدد البقع الشمسية التي تظهر على سطح الشمس. ومن المتوقع أن تظل الشمس نشطة للعام المقبل أو نحو ذلك.
صورة عالية الدقة تظهر الشمس وإكليلها في ضوء الأشعة فوق البنفسجية كما رصدها جهاز تصوير الأشعة فوق البنفسجية القصوى. – وكالة الفضاء الأوروبية
وقال السيد طلعت، مدير مراقبة الطقس الفضائي في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، في مؤتمر صحفي عُقد في أكتوبر: “هذا الإعلان لا يعني أن هذه هي ذروة النشاط الشمسي، بل سنرى هذه الدورة الشمسية”. “بينما وصلت الشمس إلى فترة الذروة الشمسية، لن يتم تحديد الشهر الذي يبلغ فيه النشاط الشمسي ذروته على الشمس لأشهر أو سنوات”.
يؤدي النشاط الشمسي، بما في ذلك التوهجات أو الانبعاثات الكتلية الإكليلية، إلى خلق طقس فضائي يؤثر على الأرض. المقذوفات الكتلية الإكليلية عبارة عن سحب كبيرة من الغاز المتأين تسمى البلازما والمجالات المغناطيسية التي تندلع من الغلاف الجوي الخارجي للشمس. يمكن أن تؤثر العواصف الشمسية التي تولدها الشمس على شبكات الطاقة الكهربائية، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والطيران، والأقمار الصناعية الموجودة في مدار أرضي منخفض. يتسبب نشاط العواصف أيضًا في انقطاع التيار الكهربائي عن الراديو، بل ويشكل مخاطر على البعثات الفضائية المأهولة.
كما أن العواصف مسؤولة أيضًا عن توليد الشفق القطبي الذي يتراقص حول قطبي الأرض، والمعروف باسم الأضواء الشمالية، أو الشفق القطبي، والأضواء الجنوبية، أو الشفق الأسترالي. عندما تصل الجسيمات النشطة الناتجة عن المقذوفات الكتلية الإكليلية إلى المجال المغناطيسي للأرض، فإنها تتفاعل مع الغازات الموجودة في الغلاف الجوي لتكوين ضوء ملون مختلف في السماء.
في 24 ديسمبر، سيصل مسبار باركر الشمسي إلى مسافة 3.86 مليون ميل (6.2 مليون كيلومتر) من سطح الشمس، وهو أقرب من أي جسم من صنع الإنسان إلى الشمس. يمكن أن يساعد التحليق العلماء على دراسة أصول الطقس الفضائي مباشرة من المصدر، حيث سيقترب المسبار بدرجة كافية للإبحار عبر أعمدة البلازما والانفجارات الشمسية المرتبطة بالشمس.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com