بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – قال باحثون إن المجال المغناطيسي للشمس، الذي يسبب عواصف شمسية مثل تلك التي ضربت الأرض هذا الشهر وأدى إلى شفق جميل، قد ينشأ على أعماق أقل عمقا مما كان يعتقد في باطن النجم.
يتكون الجزء الخارجي للشمس بنسبة 30٪ من “محيط” من الغازات المتموجة التي تغوص على عمق أكثر من 130.000 ميل (210.000 كم) تحت سطح الشمس. يقدم البحث، الذي يقارن النماذج النظرية الجديدة مع ملاحظات المركبة الفضائية SOHO التي تراقب الشمس، دليلاً قوياً على أن مجالها المغناطيسي يتولد بالقرب من قمة هذا المحيط – أقل من 5٪ إلى الداخل، أو حوالي 20000 ميل (32000 كم) – بدلاً من بالقرب من القاع، كما افترض منذ فترة طويلة.
وقال الباحثون إنه بالإضافة إلى توفير نظرة ثاقبة للعمليات الديناميكية للشمس، فإن النتائج قد تحسن القدرة على التنبؤ بالعواصف الشمسية والحماية من الأضرار المحتملة لشبكات الكهرباء والاتصالات اللاسلكية والأقمار الصناعية التي تدور حولها.
تمتلك معظم النجوم مجالات مغناطيسية، تتولد على ما يبدو نتيجة لحركة الغازات شديدة السخونة بداخلها. يؤدي المجال المغناطيسي المتغير باستمرار للشمس إلى تكوين البقع الشمسية – البقع الداكنة المتغيرة – على سطحها ويطلق التوهجات الشمسية التي تقذف الجسيمات المشحونة الساخنة إلى الفضاء.
وقال جيفري فاسيل، عالم الرياضيات التطبيقية والحاسوبية في جامعة إدنبره في اسكتلندا والمؤلف الرئيسي: “إن أعلى 5٪ إلى 10٪ من الشمس هي منطقة تكون فيها الرياح مثالية لإنشاء مجالات مغناطيسية وفيرة من خلال عملية فيزيائية فلكية رائعة”. للدراسة التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة الطبيعة.
تتضمن هذه العملية أنماط تدفق دورانية للغازات المتأينة شديدة السخونة – المشحونة كهربائيًا – والتي تسمى البلازما داخل الشمس.
إن الآليات الدقيقة وراء كيفية توليد الشمس لمجالها المغناطيسي – الدينامو الشمسي، كما يسميه العلماء – ظلت مشكلة غير محلولة في الفيزياء النظرية. يفترض هؤلاء الباحثون أن أنماط التدفق هذه هي المفتاح.
“إذا كانت البلازما التي تشكل الشمس ثابتة تمامًا، فإننا نعلم أن المجال المغناطيسي للشمس سيضمحل بمرور الوقت، وبعد مرور وقت طويل، لن تكون هناك بقع شمسية أو أي نشاط شمسي آخر. ومع ذلك، فإن البلازما الموجودة في الشمس تتحرك، وذلك وقال دانييل ليكوانيت، عالم الفيزياء النظرية والمؤلف المشارك في الدراسة من جامعة نورث وسترن في إلينوي: “الحركة قادرة على تجديد المجال المغناطيسي للشمس والحفاظ عليه”.
ينحسر المجال المغناطيسي الشمسي ويتدفق بنمط متميز، حيث تظهر البقع الشمسية – وهي مناطق ذات مجالات مغناطيسية كبيرة جدًا – ثم تختفي كل 11 عامًا، مما يجعل الشمس، كما أسماها فاسيل، “ساعة مغناطيسية عملاقة”.
وأضاف فاسيل: “لكننا لم نتمكن بعد من العثور على القصة الكاملة حول كيفية حدوث ذلك. إن حركات السوائل المتفاعلة المعقدة (في هذه الحالة، البلازما الشمسية) تقود في النهاية الدينامو، لكننا لا نستطيع شرح التفاصيل بعد”.
قام العالم الإيطالي جاليليو في عام 1612 بأول ملاحظات تفصيلية للبقع الشمسية باستخدام التلسكوبات التي اخترعها. قرر عالم الفلك الأمريكي جورج هيل في أوائل القرن العشرين أن البقع الشمسية مغناطيسية.
وقال فاسيل: “ومازلنا في حيرة من أمرنا بشأن هذه البقع الشمسية المزعجة”.
تسببت عاصفة شمسية قوية وصلت إلى الأرض هذا الشهر في حدوث شفق ساطع في السماء، على الرغم من أن البنية التحتية التكنولوجية للأرض ظلت سالمة.
وقال فاسيل: “في بعض الأحيان، تنفجر مجموعة من البقع الشمسية وتطلق مليار طن من الجسيمات الساخنة المشحونة نحو الأرض، مثلما حدث الأسبوع الماضي”.
لكن الباحثين قالوا إن عاصفة شمسية قوية مثل تلك التي حدثت عام 1859 والتي تسمى حدث كارينجتون يمكن أن تسبب أضرارًا بتريليونات الدولارات وتترك مئات الملايين من الأشخاص بدون كهرباء.
“يمكنك التفكير في المجالات المغناطيسية على أنها مثل الأربطة المطاطية. يمكن للحركات القريبة من سطح الشمس أن تمد الأربطة المطاطية حتى تنكسر. يمكن للمجال المغناطيسي المنكسر بعد ذلك إطلاق المواد إلى الخارج في الفضاء فيما يسمى بالعاصفة الشمسية. وأضاف ليكوانيت: “إذا لم نكن محظوظين، فيمكن إطلاق هذه العواصف نحو الأرض ويمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة لأقمارنا الصناعية وشبكة الطاقة لدينا”.
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير ليزا شوميكر)