الشمس: صاخبة للغاية وساخنة بشكل لا يصدق

كما تعلمون، على الرغم من كثرة رؤيتنا للشمس، إلا أننا لا نعرف عنها الكثير. أعني أننا نعلم أنها تعمل بالاندماج النووي، وأنها تبعد عنا 92.96 مليون ميل، وأنها أكبر من الأرض بحوالي مليون مرة من حيث الحجم. ولكن هناك المزيد من ذلك. مثل، لماذا تكون هالتها ساخنة للغاية؟ كيف تصنع الشمس الرياح الشمسية؟ يمكننا أن نشعر بالشمس ونراها. ولكن هل يمكننا سماعها؟ كيف يبدو صوت الشمس؟ سجل علماء الفيزياء الشمسية من جامعة ستانفورد موجات الضغط الصوتي باستخدام أداة تسمى جهاز تصوير دوبلر ميشيلسون. تم تثبيت هذا الجهاز حاليًا على مركبة الفضاء SOHPO، التي تدور حول الشمس، وهي تبعد حوالي مليون ميل عن الأرض. باستخدام هذا الجهاز، سجل علماء الفيزياء الضوضاء على سطح الشمس. ولحسن الحظ أننا لا نستطيع سماعها!

مهمة لمس الشمس

في أغسطس 2018، أطلقت وكالة ناسا مهمة لمس الشمس. أطلق عليها اسم مسبار باركر الشمسي، وهو مصمم لتحمل درجات حرارة عالية للغاية. وعلى مدار السنوات القليلة القادمة، سوف يدور حول الشمس عدة مرات أخرى، ويقترب أكثر من أي مركبة فضائية قبله. وسوف يطير في الواقع عبر هالة الشمس، وهي الطبقة الخارجية الرقيقة التي يمكن رؤيتها أثناء كسوف الشمس. وهذا أمر جنوني لأن الهالة ساخنة بشكل لا يصدق - ملايين الدرجات فهرنهايت. اتضح أن سطح الشمس لا تزيد حرارته عن بضعة آلاف من الدرجات. سوف يأخذ المسبار أيضًا قياسات البلازما الساخنة المشحونة كهربائيًا والتي تنبعث من هالة الشمس وتتدفق عبر الفضاء، والتي تسمى الرياح الشمسية. هذه الرياح هي التي تسبب الشفق القطبي على الأرض - وعلى الكواكب الأخرى أيضًا. أحد أكبر الأشياء التي يأمل الباحثون في تعلمها هو كيف تنقل الشمس الطاقة إلى الهالة في المقام الأول. كيف تكون ساخنة جدًا؟ وكيف تدفع الرياح الشمسية للخارج بهذه السرعات العالية؟ وقد اشتبه العلماء في أن المجالات المغناطيسية لها علاقة بالأمر، لكنهم لا يعرفون بالضبط ما هي هذه العلاقة. وقد دار المسبار بالفعل حول الشمس عدة مرات وأبلغ عن ذلك. وحتى الآن، اكتشف باركر أن هناك تغييرات جذرية في اهتزازات المجالات المغناطيسية القادمة من الشمس، والتي يبدو أنها تضعف كلما ابتعدت عن الشمس. ورغم أن النتائج ليست قاطعة بعد، فمن المحتمل أن تكون هذه التفاعلات المغناطيسية هي التي تسخن هالة الشمس وتسرع الرياح الشمسية.

أصوات الشمس

الشيء الرائع الآخر الذي حصلنا عليه من مسبار باركر الشمسي هو بعض المقاطع الصوتية. فلنستمع. ما نسمعه هو الرياح الشمسية. تلك الأصوات التي تشبه الصفير. هذا ليس صوتًا حرفيًا، كما نتصوره على الأرض. لا يوجد ميكروفون على متن المسبار الشمسي. بل إنه يقيس ترددات وسعات موجات الضغط في الرياح الشمسية. وهذا يشبه الصوت إلى حد ما لأنه هنا على الأرض، نسمع موجات الضغط كصوت. لذا كان كل ما كان على الباحثين فعله هو ترجمة الموجات التي قاسها المسبار إلى أنواع الموجات التي يمكننا سماعها. لا أعرف، أنا أحسبها. لذا فإن الأصوات المختلفة تنتجها أنواع مختلفة من الجسيمات التي تقوم بأشياء مختلفة، مثل ما إذا كان شعاع من الإلكترونات يتدفق على طول مجال مغناطيسي. أو ما إذا كانت الإلكترونات تدور حول مجال مغناطيسي. على أي حال، لم يكن الباحثون يبحثون فقط عن بعض المؤثرات الصوتية الفضائية الجديدة الرائعة. إنهم سيبحثون في هذه البيانات أكثر لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم التعرف على كيفية عمل الهالة الساخنة والرياح الشمسية. إن العلماء متحمسون لهذه النتائج الأولية. إنهم يأملون حقًا أن تكشف المزيد من البيانات من مسبار باركر الشمسي عن بعض أسرار الشمس المتبقية. بالمناسبة - الشمس تصدر صوتًا حقيقيًا. لا يمكننا سماعه لأن الفضاء فراغ، لذلك لا تملك الموجات الصوتية طريقة للوصول إلينا. ولكن إذا تمكنا من سماع هديره المستمر، فسيكون مرتفعًا جدًا، حتى من هنا. قام أحد علماء الفيزياء الشمسية بتحليل الأرقام وقدر أن الضوضاء ستكون حوالي 110 ديسيبل، أو ما يقرب من نفس مستوى مكبرات الصوت في حفل موسيقى الروك. فجأة، أشعر بالسعادة حقًا لأن الفضاء فراغ.

ها هي بيانات الشمس

على أية حال، مسبار باركر ليس الطريقة الوحيدة التي نحصل بها على معلومات جديدة عن الشمس. فقبل بضعة أيام فقط، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا بنجاح مسبارًا مشتركًا حول الشمس - وهي مهمة جديدة في طريقها إلى التحقق من الشمس. ولن ننسى التلسكوب القديم الطراز. في الواقع، التقط تلسكوب دانيال ك. إينوي الشمسي الجديد في هاواي - وهو أكبر تلسكوب شمسي على وجه الأرض - أول لقطات فيديو للشمس. هذه اللقطات الجديدة هي أعلى المشاهد دقة لنجمنا حتى الآن، حيث تُظهر تفاصيل على سطح الشمس يبلغ عرضها 18 ميلاً. على الشمس، يرتفع البلازما الساخنة إلى السطح، ثم يبرد ثم يغوص مرة أخرى في عملية تسمى الحمل الحراري، مثل الماء المغلي في وعاء. النمط الحبيبي الذي تراه هو خلايا البلازما هذه، التي تتقلب كل خمس دقائق تقريبًا. البقع الأكثر سطوعًا هي الأكثر سخونة، حيث ارتفعت البلازما الجديدة للتو من الأسفل. والبقع الأكثر قتامة هي حيث تغرق البلازما الأكثر برودة. تبلغ مساحة هذه الخلايا البلازمية تقريبًا مساحة ولاية تكساس. وتُعَد حركات الفقاعات مهمة للباحثين للدراسة لأن البلازما مشحونة كهربائيًا، وبالتالي يمكن لحركاتها أن تخلق مجالات مغناطيسية. والحقول المغناطيسية للشمس هي المسؤولة عن بعض سلوكياتها الأكثر ديناميكية، مثل العواصف الشمسية، التي يمكن أن تعبث بالأقمار الصناعية وشبكات الطاقة على الأرض. ويمكن للتلسكوب الجديد أيضًا أن يفعل أكثر من مجرد التقاط صور جميلة. فهو يحتوي على جميع أنواع الأدوات التي يمكنها قياس المعلومات حول القوى المغناطيسية في الغلاف الجوي للشمس. ومع كل هذه المعلومات الجديدة، أصبح العلماء أقرب من أي وقت مضى إلى معرفة كيف تستمر شمسنا في التألق بالضبط.