بعد 400 عام من الغموض.. علماء يكتشفون أصل المجال المغناطيسي الشمسي
تاريخ النشر: 23rd, May 2024 GMT
بغداد اليوم - متابعة
قال فريق من علماء الفلك، إن المجال المغناطيسي للشمس ليس عميقا كما كان يعتقد سابقا، ما يلقي ضوءا جديدا على أصوله الغامضة التي حيرتهم لمدة 400 عام.
ومنذ توثيق البقع الداكنة على الشمس، المعروفة باسم البقع الشمسية (العلامات المنذرة للنشاط الشمسي المغناطيسي) من قبل عالم الفلك الإيطالي غاليليو في وقت مبكر من عام 1612، حاول العلماء فهم مصدر المجال المغناطيسي المتغير باستمرار للشمس.
وكانت النظريات تقول إنه يتم توليده في أعماق النجم، على عمق نحو 130 ألف ميل (نحو 210 آلاف كم) تحت سطح الشمس.
ومع ذلك، تشير عمليات محاكاة حاسوبية معقدة الآن إلى أن هذه الظاهرة الشمسية أقل عمقا بكثير مما كان يعتقد سابقا، على عمق نحو 20 ألف ميل (32 ألف كم).
ويشير هذا الاكتشاف إلى أن المجال المغناطيسي للشمس ينشأ من عدم الاستقرار في البلازما عبر الطبقات الخارجية لسطح الشمس، وليس من أعماق النجم كما كان يعتقد سابقا.
وتمنح هذه النتائج العلماء فرصة أفضل للتنبؤ بشكل أكثر دقة بالعواصف الشمسية القوية التي تسبب ظهور الأضواء الشمالية في سماء الليل، ويمكن أن تسبب أيضا انقطاع التيار الكهربائي، وتعطيل الإنترنت، وحتى تدمير الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.
ويوضح دانييل ليكوانيت، الأستاذ المساعد في قسم العلوم الهندسية والرياضيات التطبيقية بجامعة نورث وسترن في الولايات المتحدة: "إن فهم أصل المجال المغناطيسي للشمس كان سؤالا مفتوحا منذ غاليليو، وهو مهم للتنبؤ بالنشاط الشمسي المستقبلي، مثل التوهجات التي تنطلق من الشمس ويمكن أن تضرب الأرض".
وأضاف: "على الرغم من أن العديد من جوانب ديناميكيات الطاقة الشمسية ما تزال محاطة بالغموض، فإن عملنا يخطو خطوات هائلة في حل واحدة من أقدم المشاكل التي لم يتم حلها في الفيزياء النظرية ويفتح الطريق أمام تنبؤات أفضل للنشاط الشمسي الخطير".
وخلال الدراسة، طور العلماء نماذج حديثة لمحاكاة المجال المغناطيسي الشمسي لمعرفة المزيد حول البقع الشمسية والتوهجات التي تظهر على سطح الشمس مدفوعة بالمجال المغناطيسي، والذي يتم توليده داخليا من خلال عملية تسمى عمل الدينامو الشمسي.
وأظهرت المحاكاة أن التغيرات في تدفق الغاز المتأين فائق السخونة (المعروف باسم البلازما) داخل طبقات سطح الشمس كان كافيا لتوليد مجالات مغناطيسية في نفس المناطق.
وفي المقابل، قال العلماء إن التغيرات في الطبقات العميقة أنتجت مجالات شمسية أقل واقعية، وتتركز بالقرب من قطبي الشمس بدلا من خط الاستواء.
وتمكنت النماذج الحاسوبية أيضا من توضيح كيفية ارتباط البقع الشمسية بالنشاط المغناطيسي للشمس.
وأوضح الفريق أن الأنماط التي شوهدت في عمليات المحاكاة تتطابق مع المواقع والجداول الزمنية للبقع الشمسية التي لاحظها علماء الفلك منذ عصر غاليليو.
وقال كيتون بيرنز، عالم الأبحاث في قسم الرياضيات بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة: "أعتقد أن هذه النتيجة قد تكون مثيرة للجدل. لقد ركز معظم المجتمع على إيجاد عمل الدينامو عميقا في الشمس. ونحن الآن نظهر أن هناك آلية مختلفة تبدو أكثر توافقا مع الملاحظات".
المصدر: إندبندنت
المصدر: وكالة بغداد اليوم
كلمات دلالية: المجال المغناطیسی المغناطیسی للشمس
إقرأ أيضاً:
لأول مرة.. علماء يتمكّنون من الكشف عن بنية الكربون السائل
في إنجاز علمي غير مسبوق، نجح فريق بحثي دولي في الكشف عن بنية الكربون السائل تجريبيا لأول مرة، وهو شكل نادر الظهور من هذا العنصر، وذو أهمية كبيرة في التقنيات الحديثة.
أُجريت هذه الدراسة المتقدمة باستخدام الليزر عالي الطاقة بالتوازي مع ليزر الأشعة السينية فائق الدقة في مدينة شينيفلد بألمانيا، ونشرت الدراسة حديثا في دورية "نيتشر" العلمية.
لإنتاج الكربون السائل في المختبر، استخدم الباحثون تقنية الضغط بالليزر، حيث تولّدت موجات تصادمية قوية تمر عبر عينة من الكربون الزجاجي، مما أدى إلى رفع درجة الحرارة والضغط بسرعة كبيرة ولمدة نانوثانية فقط، وهي فترة زمنية قصيرة للغاية تساوي جزءا من مليار من الثانية.
خلال تلك اللحظة، سلّط العلماء ومضة من أشعة إكس فائقة الدقة على العينة، مما مكّنهم من التقاط نمط حيود الأشعة السينية، الذي يُظهر ترتيب الذرات في الحالة السائلة.
أظهرت هذه القياسات أن الكربون السائل يتمتع ببنية معقدة تتكون من روابط عابرة بين الذرات، بحيث تحيط بكل ذرة كربون تقريبا أربع ذرات جارة، وهو ترتيب مشابه لتركيب الألماس الصلب.
إعلانويُعد هذا التوزيع مخالفا لتركيب السوائل البسيطة الأخرى التي تحتوي عادة على عدد أكبر من الذرات الجارة يصل إلى 12.
وقد أتاح هذا الاكتشاف فرصة غير مسبوقة لتأكيد توقعات النماذج الحاسوبية المعتمدة على الديناميكيات الجزيئية الكمومية، والتي لطالما حاولت التنبؤ بسلوك الكربون في ظروف قصوى.
وإضافة إلى معرفة التركيب البنيوي للكربون السائل، استطاع الفريق البحثي تحديد نقطة الانصهار بدقة في نطاق ضغط يقارب 160 غيغاباسكال ودرجة حرارة تتجاوز 7000 كلفن.
وقد أظهر التحليل أن الانتقال من الحالة الصلبة إلى السائلة يصاحبه تغيير في الكثافة بنسبة تتوافق مع التنبؤات النظرية بدقة.
كما أُجري تحليل معمّق لقياس المسافات بين الذرات في السائل، وتم استخراج أرقام دقيقة تمثل عدد الذرات الجارة الأولى والثانية حول كل ذرة.
كما يتضح من التجربة، الكربون السائل حالة نادرة لا تتوافر إلا في ظروف حرارية وضغط شديد، كتلك الموجودة في أعماق الكواكب العملاقة مثل نبتون وأورانوس، حيث يمكن أن يلعب الكشف عن بنيته دورا في تفسير الظواهر المغناطيسية غير المفسّرة في تلك الكواكب.
كما يُعد الكربون السائل حالة انتقالية مهمة لتصنيع مواد كربونية متقدمة، من بينها الأنابيب النانوية والألماس النانوي، وله تطبيقات حيوية في تجارب الاندماج النووي، حيث يُستخدم الكربون كمادة عازلة.
تشير النتائج أيضا إلى أن هذه التقنية الجديدة في دراسة المواد تحت ضغط عالٍ يمكن أن تُستخدم مستقبلا في تحليل بنية سوائل أخرى، مكونة من عناصر خفيفة مثل الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين لم يكن لها أن تتواجد في ظروفنا الطبيعية. ومع تطوير أنظمة تحكم أوتوماتيكي أسرع، قد تتمكن الفرق البحثية من تكرار مثل هذه التجارب في غضون ثوانٍ فقط بدلا من ساعات.
إعلان
يسرا ترفع القبعة لـ 7 Dogs: "ملحمة سينمائية تفتح أبواب العالمية للسينما العربية"