لأول مرة في التاريخ.. مسبار باركر “يلامس” الشمس ويحدث اكتشافات جديدة!

في سابقة تاريخية لا تصدق، تمكّنت مركبة فضائية “من صنع الإنسان” الاقتراب من الشمس لدرجة غير مسبوقة و”ملامستها”.
وفي 28 أبريل 2021، طار مسبار باركر سولار بروب التابع لناسا داخل وعبر الهالة الشمسية، الغلاف الجوي العلوي للشمس. وأخذ قياسات في الموقع، ما أعطانا ثروة من البيانات التي لم نرها من قبل عن قلب نظامنا الشمسي.
وقال عالم الفيزياء الفلكية توماس زوربوشن، المدير المساعد لمديرية المهام العلمية في مقر ناسا: “المسبار الشمسي باركر “لمس الشمس” في لحظة هائلة لعلوم الطاقة الشمسية وإنجاز رائع حقا. ولا يوفر لنا هذا الإنجاز فقط رؤى أعمق لتطور شمسنا وتأثيراتها على نظامنا الشمسي، ولكن كل شيء نتعلمه عن نجمنا يعلمنا أيضا المزيد عن النجوم في بقية الكون”.
وأطلق باركر سولار بروب في عام 2018، بهدف أساسي هو فحص الهالة الشمسية. وفي مهمته المخطط لها والتي مدتها سبع سنوات، يجب أن يقوم بما مجموعه 26 اقترابا وثيقا، أو حضيضا، من الشمس، باستخدام ما مجموعه سبع مناورات مساعدة للجاذبية من كوكب الزهرة لتقريبه أكثر من أي وقت مضى. وكان الحضيض الشمسي في أبريل هو الثامن والأول من دخول الهالة فعليا.
وخلال ما يقرب من خمس ساعات داخل الغلاف الجوي الشمسي، قام باركر بقياس التقلبات في المجال المغناطيسي للشمس وأخذ عينات من الجسيمات.
(NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory)
وقال عالم الفيزياء الفلكية نور روافي، عالم مشروع باركر في مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية: “تحلق باركر سولار بروب بالقرب من الشمس، وتستشعر الآن ظروفا في الطبقة المهيمنة مغناطيسيا من الغلاف الجوي الشمسي – الهالة – لم نتمكن من ذلك من قبل. ونرى دليلا على وجود الهالة في بيانات المجال المغناطيسي، وبيانات الرياح الشمسية، وبصريا في الصور. ويمكننا في الواقع رؤية المركبة الفضائية وهي تطير عبر الهياكل الإكليلية التي يمكن ملاحظتها أثناء الكسوف الكلي للشمس”.
وليس للشمس سطح صلب. وبدلا من ذلك، يتم تحديد حدوده من خلال ما نسميه سطح Alfvén الحرج، حيث تكون الجاذبية والحقول المغناطيسية للشمس أضعف من أن تحتوي على البلازما الشمسية.
وفوق هذه النقطة، تظهر الرياح الشمسية، وهي تهب بقوة عبر النظام الشمسي، بسرعة كبيرة بحيث تنفصل الأمواج داخل الريح عن الشمس. وما نسميه “سطح” الشمس، المكون من خلايا بلازما الحمل الحراري العائم والمعروف باسم الغلاف الضوئي، يقع أسفله بكثير.
وكان أحد أهداف باركر هو معرفة المزيد عن السطح الحرج لـ Alfvén؛ أي، أين هو وكيف يبدو طبوغرافيا. ووضعت التقديرات سطح Alfvén الحرج في مكان ما بين 10 و20 نصف قطر شمسي من مركز الشمس. ودخل باركر الهالة عند 19.7 نصف قطر شمسي، وانخفض إلى ما يصل إلى 18.4 نصف قطر شمسي خلال رحلة الهالة.
مسبار ناسا “يلمس الشمس” بإنجاز لم يسبق له مثيل في تحليقه العاشر حول نجمنا المتوهج
ومن المثير للاهتمام، أن المسبار يبدو أنه واجه الظروف المغناطيسية للإكليل بشكل متقطع، ما يشير إلى أن سطح Alfvén الحرج متجعد. وفي الأعماق السفلية، واجه باركر هيكلا مغناطيسيا يمكننا رؤيته ينبثق من الشمس أثناء الكسوف الشمسي. وتشير بيانات باركر إلى أن هذه الهياكل مسؤولة عن تشوه سطح Alfvén الحرج، على الرغم من أننا لا نعرف السبب حاليا.
وحقق باركر أيضا في ظاهرة تُعرف باسم عمليات التبديل إلى الطاقة الشمسية. وهذه مكامن الخلل على شكل حرف Z في المجال المغناطيسي للرياح الشمسية، ولا يُعرف حاليا مكان أو كيف تتشكل. وعرفنا عن عمليات التبديل منذ التسعينيات، ولكن لم يكن الأمر كذلك حتى حقق باركر فيها في عام 2019، وتبين أنها شائعة إلى حد ما. ثم في رحلة التحليق السادسة، أظهرت لنا بيانات المسبار أن عمليات التبديل تحدث من التصحيحات.
والآن، اكتشفها باركر داخل الغلاف الجوي الشمسي، ما يشير إلى أن بعض عمليات التبديل على الأقل تأتي من الهالة السفلية.
وقال عالم الفلك ستيوارت بيل، من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، المعد الرئيسي لورقة بحثية عن هذه الظاهرة نُشرت في مجلة The Astrophysical: “يتطابق هيكل المناطق ذات الارتداد مع هيكل قمع مغناطيسي صغير في قاعدة الهالة. هذا ما نتوقعه من بعض النظريات، وهذا يحدد مصدرا للرياح الشمسية نفسها”.
وما زلنا لا نعرف كيف تشكلت هذه الهياكل الغريبة، ولكن مع وجود العشرات من الحضيض الشمسي أمامنا، أقرب ما يقرب من 9.86 نصف قطر شمسي من مركز الشمس، فمن المحتمل أن نحصل على بعض الإجابات الرائعة.
وقال روافي: “كنا نرصد الشمس وهالتها منذ عقود، ونعلم أن هناك فيزياء مثيرة للاهتمام تعمل هناك لتسخين وتسريع بلازما الرياح الشمسية. ومع ذلك، لا يمكننا تحديد ماهية هذه الفيزياء بدقة. ومع تحليق باركر الآن في الهالة التي يهيمن عليها المغناطيس، سنحصل على الرؤى التي طال انتظارها حول الأعمال الداخلية لهذه المنطقة الغامضة”.
ونُشر البحث في مجلة Physical Review Letters.