Solar Orbiter يتتبع انحناءات الرياح الشمسية إلى الشمس

أقامت مهمة Solar Orbiter التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ESA صلة جديدة بين ظاهرة محيرة في الرياح الشمسية والنشاط داخل الشمس نفسها. فقد عبرت المركبة انحناءً مغناطيسياً كبيراً —وهو انعكاس على شكل حرف S في المجال المغناطيسي للرياح الشمسية— وأخذت عينات من جسيمات يشير تركيبها إلى حلقات مغناطيسية ساخنة عند سطح الشمس.

وتكمن أهمية النتيجة في أن هذه الانحناءات جزء من البيئة المغناطيسية المتغيرة للشمس. وقد يساعد فهم كيفية تشكلها العلماء على تحسين تصورهم لكيفية إطلاق المادة الشمسية والمجالات المغناطيسية إلى الفضاء، وهي عمليات تساعد على دفع طقس الفضاء وقد تسهم في حدوث عواصف شمسية خطرة.

عينة قريبة من التواء مغناطيسي

الرياح الشمسية تدفق مستمر من البلازما الساخنة المشحونة كهربائياً، ينطلق من الشمس. وهي تحمل خطوط المجال المغناطيسي إلى الخارج عبر النظام الشمسي. ولا تبقى هذه الخطوط ملساء؛ فقد تنحني وتلتف وتنقطع وتعيد الاتصال. والانحناء المغناطيسي هو أحد هذه التشوهات، إذ ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي لفترة وجيزة.

سبق أن رصدت Solar Orbiter انحناءً من بُعد في عام 2022، وأكدت أن بنيته على شكل حرف S، وهي هندسة توقعها الباحثون. وفي الرصد الأحدث، عبرت المركبة انحناءً كبيراً بصورة خاصة، ما أتاح لأجهزتها فحص البلازما داخل البنية بدلاً من استنتاج تركيبها من بعيد.

في وقت الاقتراب، كانت Solar Orbiter على مسافة تقع تقريباً في منتصف الطريق بين الأرض والشمس. وقاس جهاز Solar Wind Analyser الجسيمات المشحونة داخل البنية، بما في ذلك أيونات الأكسجين والكربون. ووفقاً لـ ESA، حمل هذا المزيج بصمات لا يمكن أن تكون قد نتجت إلا في حلقات مغناطيسية ساخنة قريبة من سطح الشمس.

دليل على إعادة الاتصال التبادلية

يناقش العلماء منذ فترة كيفية تشكل الانحناءات، ولا يدعم هذا الرصد إجابة بسيطة تقوم على أحد خيارين في كل التفاصيل. لكن الجسيمات التي جرى أخذ عينات منها تقدم دليلاً على عملية تُعرف باسم إعادة الاتصال التبادلية.

في هذه العملية، تعيد خطوط المجال المغناطيسي المتجذرة في حلقات مغلقة قرب الشمس الاتصال بخطوط تمتد إلى الفضاء بين الكواكب. ويمكن لإعادة الترتيب أن تسمح للبلازما المرتبطة بالحلقات الساخنة بالهروب عبر مسارات مغناطيسية مفتوحة، حاملةً سجلاً تركيبياً لمصدرها. وتصف ESA مزيج الأيونات المقاس بأنه “الدليل الحاسم” على آلية التشكل هذه.

وتتجاوز أهمية النتيجة بنيةً منحنية واحدة في الرياح الشمسية. فهي تربط بين هياكل شوهدت بعيداً عن الشمس والنشاط المغناطيسي على سطحها، حيث يعاد تشكيل المجالات باستمرار. وتساعد هذه العلاقة العلماء على اختبار نماذج لكيفية تولد الرياح الشمسية ولماذا يمكن أن تحتوي على انعكاسات مغناطيسية مفاجئة.

لماذا يهم السلوك المغناطيسي للشمس

يتحكم المجال المغناطيسي للشمس في جزء كبير من سلوكها الخارجي. فهو يؤثر في الغلاف الجوي الشمسي، ويوجه تيارات البلازما، ويؤدي دوراً محورياً في الانفجارات التي يمكن أن ترسل جسيمات عالية الطاقة واضطرابات مغناطيسية عبر الفضاء. وعندما يصل النشاط الشمسي إلى الأرض، يمكن أن يؤثر في الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية وخدمات الملاحة وأنظمة الطاقة.

لا تمثل الانحناءات بحد ذاتها توقعاً لعاصفة شمسية معينة. وتكمن قيمتها في الجانب العلمي؛ فهي مجسات طبيعية للعمليات المغناطيسية التي تشكل الرياح الشمسية. ومن خلال ربط إحدى هذه البنى ببلازما مصدرها حلقات سطحية ساخنة، تمنح Solar Orbiter الباحثين دليلاً مباشراً على الآليات العاملة قرب الشمس.

صُممت المهمة للجمع بين القياسات القريبة للرياح الشمسية ورصد الشمس وبيئتها المغناطيسية. ويسمح مسارها ومجموعة أجهزتها للباحثين بربط بيانات الجسيمات المحلية بالبنى الأكبر في الغلاف الجوي الشمسي. وتوضح النتيجة الجديدة قيمة هذا النهج: فحتى مواجهة المركبة لبنية بعيدة عن سطح الشمس يمكن أن تحفظ أدلة على الظروف في مصدرها.

الخطوات التالية في أبحاث الرياح الشمسية

تضيف هذه المراقبة إلى جهود متزايدة لفهم كيفية تسارع الرياح الشمسية وتشكل بنيتها. وسيحتاج الباحثون إلى مواجهات وقياسات إضافية لتحديد مدى شيوع بصمة الجسيمات هذه في أنواع مختلفة من الانحناءات والظروف الشمسية.

في الوقت الحالي، قدمت Solar Orbiter عينة نادرة من داخل انحناء كبير، ودليلاً واضحاً على أصله. وتربط قياسات المهمة لأيونات الأكسجين والكربون بين التواء مغناطيسي عابر في الفضاء وإعادة الاتصال في الغلاف الجوي الخارجي للشمس، في تقدم يساعد على تتبع البنية المغناطيسية المضطربة الممتدة من نجمنا عبر النظام الشمسي.

يستند هذا المقال إلى تقرير نشره موقع esa.int. اقرأ المقال الأصلي.