عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
حقوق الصورة: ناسا/إيرينا كيتياشفيلي وتيموثي ساندستروم
وحتى اليوم، يكافح أفضل علمائنا لفهم سلوك الشمس المعقد، ومع ذلك فمن المهم للغاية فك رموز الأنماط التي تحرك نشاط نجمنا. يمكن أن يكون لهذه الأنماط تأثير عميق على عالمنا.
على سبيل المثال، يتدفق طقس الأرض وتيارات المحيطات من العلاقة بين كوكبنا والشمس. سلوك الشمس يملي أيضا الطقس الفضائي مثل إشعاع الجسيمات التي يمكن أن تلحق الضرر الأقمار الصناعية في مدار كوكبنا وتضر رواد الفضاء الذين يساعدون في استكشاف البيئة القاسية خارجه أرض. ولكن لربط النقاط وتحديد أنماط النشاط الشمسي، علينا أن نبدأ بفك رموز تعقيدات الشمس نفسها.
أكيد الأسبوع الماضي ناسا أصدرت محاكاة ثلاثية الأبعاد توضح بالتفصيل بعضًا من سلوك الشمس. وتُظهر المحاكاة تدفقات مضطربة من المواد تتحرك صعودًا من الطبقات الداخلية للشمس نحو غلافها الجوي، حيث تلتوي المواد وتتطور أثناء الرحلة.
يبدو التصور الساحر لحركات البنية الدقيقة داخل الشمس مثل زيت بلون قوس قزح يتدفق عبر مكعب من الماء الأسود الساكن. تستخدم عمليات المحاكاة مقياسًا مرمزًا بالألوان مع أسرع الحركات عبر طبقات الشمس باللون الأحمر الساطع، والتي تتحول بعد ذلك إلى الأصفر والأخضر والأزرق مع تباطؤ الحركة. إنه سريع جدًا ومعقد جدًا بحيث لا يمكن للعين أن تتبعه.
وقالت عالمة ناسا إيرينا كيتياشفيلي: “في الوقت الحالي، ليس لدينا القدرات الحسابية لإنشاء نماذج عالمية واقعية للشمس بأكملها بسبب التعقيد”. مركز أبحاث أميس في وادي السليكون بكاليفورنيا وساعد في قيادة الدراسة في بيان.
“لذلك،” تابع كيتياشفيلي، “نحن ننشئ نماذج لمناطق أو طبقات أصغر، والتي يمكن أن تظهر لنا هياكل السطح الشمسي والغلاف الجوي – مثل موجات الصدمة أو الميزات الشبيهة بالإعصار التي يبلغ حجمها بضعة أميال فقط؛ وهذه تفاصيل أدق بكثير من يمكن لأي مركبة فضائية حلها.”
كان إنشاء المحاكاة أمرًا صعبًا للغاية. قام فريق البحث بتشغيلها على الكمبيوتر العملاق Pleiades (الذي سمي على اسم كتلة النجوم في برج الثور كوكبة)، والذي يقع في منشأة ناسا للحوسبة الفائقة المتقدمة في ناسا أميس. استمرت عمليات المحاكاة لبضعة أسابيع وأنتجت تيرابايت من البيانات.
“تستخدم عمليات المحاكاة لدينا ما نسميه النهج الواقعي، مما يعني أننا ندرج كل ما نعرفه حتى الآن عن البلازما الشمسية لإعادة إنتاج الظواهر المختلفة التي تمت ملاحظتها بواسطة وكالة ناسا. فضاء وقال كيتياشفيلي.
تم جمع البيانات المستخدمة في عمليات المحاكاة بواسطة وكالة ناسا مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية (SDO). تم إطلاقه في عام 2010 على أطلس V صاروخ في مدار متزامن مع الأرضيعد المرصد أحد المركبات الفضائية العديدة التي تستخدمها وكالة ناسا لمراقبة الشمس وظواهرها.
في أبريل، لاحظ SDO أ الانفجار الرباعي للتوهجات الشمسية. وقد نتج هذا الحدث النادر عن تراكم الطاقة المغناطيسية في الغلاف الجوي الشمسي، والذي أدى بعد ذلك إلى إطلاق رشقات من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
وقال كيتياشفيلي، فيما يتعلق بعمليات المحاكاة: “الشمس تفاجئنا باستمرار”. “نحن نتطلع إلى رؤية نوع الأحداث المثيرة التي ستنظمها الشمس.”