أحيانًا، تكشف الشمس، التي نعرفها جيدًا في سمائنا اليومية، عن لحظات تبدو وكأنها لمحات خلف ستار. ضوءها يدفئ المحيطات والحقول على حد سواء، لكن تحت ذلك التوهج الثابت يكمن عالم مضطرب ومعقد من المغناطيسية والبلازما. غالبًا ما يصف علماء الفلك الذين يراقبون الشمس سطحها بأنه حي—حيث تتشابك القوى غير المرئية، وتلتوي، وتمتد مثل الخيوط في نسيج كوني.
مؤخراً، تمكن الباحثون من التقاط مثال مثير بشكل خاص على تلك التعقيدات الخفية. باستخدام ملاحظات شمسية متقدمة، حدد علماء الفلك ما يبدو أنه مجالات مغناطيسية متشابكة تتشكل فوق بقعة شمسية. تقدم هذه الاكتشافات دليلًا بصريًا نادرًا حول كيفية تخزين الشمس وإطلاق كميات هائلة من الطاقة في غلافها الجوي الخارجي.
البقع الشمسية نفسها هي ميزات مألوفة لعلماء الشمس. هذه المناطق الداكنة على سطح الشمس تشير إلى مناطق حيث تدفع مجالات مغناطيسية قوية للأعلى من أعماق النجم. على الرغم من أنها تبدو هادئة نسبيًا للوهلة الأولى، إلا أن البقع الشمسية غالبًا ما تعمل كمراكز لنشاط مكثف، أحيانًا تنتج توهجات شمسية أو انفجارات ترسل جسيمات مشحونة تتدفق عبر النظام الشمسي.
فوق إحدى هذه البقع الشمسية، رصد علماء الفلك ظاهرة دقيقة لكنها قوية. خطوط المجال المغناطيسي—التي تكون عادة غير مرئية ولكن يمكن تتبعها من خلال سلوك البلازما الشمسية الساخنة—بدت وكأنها تلتف حول بعضها البعض، مكونة هياكل تشبه الخيوط المتشابكة.
تمت هذه الملاحظة بفضل التصوير عالي الدقة والتحليل المفصل لتدفقات البلازما الشمسية. من خلال تتبع حركة الغاز المسخن بشكل مفرط على طول المسارات المغناطيسية، تمكن العلماء من إعادة بناء هندسة المجالات المغناطيسية المعلقة فوق البقعة الشمسية.
ما ظهر كان نمطًا تم التنبؤ به منذ فترة طويلة في النماذج النظرية ولكن نادرًا ما تم التقاطه بوضوح في الملاحظات الشمسية الحقيقية.
تم مناقشة فكرة التداخل المغناطيسي في فيزياء الشمس لعقود. وفقًا للنظرية، فإن حركات سطح الشمس—المدفوعة بالتحركات الغليانية تحت الفوتوسفير—تخلط باستمرار وتلتوي خطوط المجال المغناطيسي. مع مرور الوقت، يمكن أن تلتف هذه الخطوط حول بعضها البعض، مما يبني توترًا مثل خيوط حبل يتم لفها بشكل أقوى وأقوى.
في النهاية، قد يتم إطلاق هذا التوتر فجأة من خلال عملية تُسمى إعادة الاتصال المغناطيسي، حيث تنفصل خطوط المجال المغناطيسي وتعيد الاتصال بتكوينات جديدة. عندما يحدث هذا، يمكن أن يتم إطلاق كميات هائلة من الطاقة، مما يسخن البلازما المحيطة وأحيانًا يحفز توهجات شمسية.
بالنسبة للعلماء الذين يدرسون الغلاف الجوي الخارجي للشمس، أو الكورونا، قد تساعد هذه الآلية في تفسير لغز طويل الأمد: لماذا الكورونا أكثر سخونة بكثير من سطح الشمس. على الرغم من كونها أبعد عن القلب، يمكن أن تصل الكورونا إلى درجات حرارة تصل إلى ملايين الدرجات—متجاوزة بكثير السطح الذي يبلغ حوالي 10,000 درجة.
قد تكون المجالات المغناطيسية المتشابكة جزءًا من هذا التفسير. بينما تلتف الخيوط المغناطيسية وتتفاعل، قد تطلق دفعات صغيرة من الطاقة—تُسمى أحيانًا النانوفلايرز—قد تسخن البلازما المحيطة باستمرار.
تقدم الهياكل التي تم رصدها حديثًا فوق البقعة الشمسية دليلًا بصريًا على أن مثل هذه العمليات قد تحدث بالفعل في غلاف الشمس الجوي. من خلال تحليل هذه المجالات المتشابكة بمزيد من التفصيل، يأمل العلماء في فهم أفضل لكيفية تراكم الطاقة المغناطيسية وكيف تغذي في النهاية النشاط الشمسي.
تتمتع هذه الأبحاث أيضًا بتطبيقات عملية تتجاوز الفضول البحت. يمكن أن تؤثر التوهجات الشمسية والأحداث ذات الصلة على الطقس الفضائي، مما يؤثر أحيانًا على الأقمار الصناعية، والاتصالات اللاسلكية، وأنظمة الطاقة على الأرض. قد يساعد تحسين فهمنا للعمليات المغناطيسية وراء هذه الانفجارات العلماء في توقع النشاط الشمسي بشكل أكثر فعالية.
ومع ذلك، حتى بينما يفحص الباحثون الفيزياء وراء هذه الملاحظات، تحمل الصور نفسها جمالًا هادئًا معينًا. معلقة فوق البقعة الداكنة لبقعة شمسية، تلتف الخيوط المغناطيسية وتنسج مثل خيوط مضيئة—دليل على أن الشمس، على الرغم من كونها قديمة بمليارات السنين، تظل نجمًا ديناميكيًا ومتغيرًا باستمرار.
في الوقت الحالي، يواصل علماء الفلك دراسة هذه الهياكل المغناطيسية المتشابكة باستخدام أدوات شمسية دقيقة بشكل متزايد. تضيف كل ملاحظة جديدة قطعة أخرى إلى الصورة المتطورة لأقرب نجومنا، كاشفة كيف تشكل المغناطيسية سلوك الشمس من سطحها إلى أقصى حدود غلافها الجوي.
من المتوقع أن توجه هذه الاكتشافات الأبحاث الشمسية المستقبلية بينما يحقق العلماء في كيفية تشكيل الطاقة المغناطيسية وتطورها، وأحيانًا انفجارها إلى الفضاء. بلغة الملاحظة اللطيفة بدلاً من اليقين، تشير الاكتشافات إلى أن خيوط الشمس المغناطيسية قد تكون أكثر تعقيدًا مما تم تصوره سابقًا.
تنبيه حول الصور الذكية الصور في هذه المقالة هي رسومات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي، تهدف فقط للمفهوم.
المصادر NASA Space.com Phys.org ScienceDaily The Guardian