البروفيسور كاسبي من جامعة كولورادو يعرض نتائج تجارب كسوف الشمس لعام 2017 على الكاميرا متعددة القنوات التي ستطير على متن طائرة ناسا WB-57
يعد كسوف الشمس ظاهرة نادرة للغاية، حيث أنه في أي منطقة معينة من الأرض قد يحدث مرة واحدة فقط خلال مئات السنين. ولكن على الرغم من ندرته، إلا أنه في الأراضي الشاسعة للولايات المتحدة، يحدث كسوف الشمس الكلي في كثير من الأحيان نسبيًا. وسيحدث هذا مرة أخرى في 8 أبريل 2024، بعد سبع سنوات وأربعة أشهر من آخر كسوف للشمس تم رصده في الولايات المتحدة.
وتتيح هذه الفرصة النادرة، التي يحجب فيها المجال القمري ضوء الشمس الساطع لبضع دقائق، للباحثين الحصول على رؤية فريدة لهالة الشمس. ويهدف العلماء إلى استغلال هذه الفرصة البحثية النادرة من أجل الكشف والتحقيق في الظواهر الغامضة التي تحدث في الإكليل.
أحدهم هو البروفيسور أمير كاسبي، الباحث المولود في إسرائيل وكبير العلماء في معهد الأبحاث الجنوبي الغربي في بولدر، كولورادو، في الولايات المتحدة، وهو أحد العلماء الذين حصلوا على منحة خاصة من وكالة ناسا لإجراء أبحاث علمية فريدة من نوعها بحث حول الطائرات على ارتفاعات عالية خلال كسوف الشمس القادم. واستغل كاسبي فرصة مماثلة خلال كسوف الشمس السابق الذي حدث عام 2017، ومن ثم كشف هو وفريقه عن اكتشاف مدهش ورائع من خلال تصوير الإكليل في مجال الأشعة تحت الحمراء.
على ما أذكر، أجرينا مقابلة مع البروفيسور كاسبي قبل الكسوف السابق في عام 2017. فاز مرة أخرىمسابقة ناسا لإجراء الأبحاث على هذه الطائرات في الكسوف الحالي. وفي مقابلة مع موقع العلوم، يروي ما هي الاكتشافات الجديدة وما يأملون في اكتشافه هذه المرة بمعدات محسنة.
الاكتشاف المفاجئ: المباني حار ونزلات البرد تتوهج بطريقة مماثلة
كشف استخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء المتقدمة المثبتة على طائرات ناسا لكاسبي وزملائه عن ظاهرة غامضة في هالة الشمس أثناء كسوف 2017. تم تحديد نوعين رئيسيين من الهياكل المختلفة في الإكليل: "المناطق النشطة" - مناطق البلازما الساخنة في ملايين الدرجات المئوية، و"الشواظ" - سحب بلازمية باردة نسبيًا.
على الرغم من الاختلافات الكبيرة والشديدة في درجات الحرارة السائدة في هذين النوعين من الهياكل، فقد أظهروا توهجًا مشابهًا جدًا في الأشعة تحت الحمراء - وهي ظاهرة كانت مفاجئة للغاية لكاسبي وفريقه. وأوضح كاسبي: "وفقًا للنظريات الفيزيائية الحالية، توقعنا أن مثل هذه الهياكل الساخنة ستنتج إشعاعات تحت الحمراء مختلفة تمامًا عن تلك التي تنتجها الهياكل الباردة". "لكن حقيقة أن الأشعة تحت الحمراء الخاصة بها متشابهة إلى حد كبير مع بعضها البعض تشير إلى أن الفيزياء التي تحرك ظاهرة التوهج الخاصة بها تختلف عما كنا نعتقده حتى الآن."
هذا الاكتشاف المفاجئ، وهو أن الهياكل ذات درجات الحرارة القصوى تظهر توهجًا مشابهًا، أثار أسئلة أساسية جديدة: ما هي العمليات الفيزيائية غير العادية التي تسبب هذا؟ هل ربما توجد آليات غير معروفة حاليًا يمكنها إنتاج توهج مماثل في المباني التي تختلف درجات حرارتها؟
وشدد كاسبي على أن "هذا الاكتشاف الغريب أظهر لنا أن هناك الكثير لنكتشفه حول الفيزياء المعقدة التي تحكم هالة الشمس". "إن النظريات الحالية ببساطة لم تكن قادرة على تفسير هذه الظاهرة المدهشة، لذلك يجب أن نبقى منفتحين على الاكتشافات الجديدة والمدهشة التي قد تتحدى الفهم الحالي وتقودنا إلى فهم جديد".
جهاز مبتكر لدراسة أسرار التاج
ومن أجل كشف سر التوهج المشابه للهياكل ذات درجات الحرارة المختلفة، يخطط البروفيسور كاسبي للصعود في كسوف الشمس القادم لعامي 2024 و2027 باستخدام جهاز مبتكر ومتقدم يسمى SEMI (مرفق التصوير البيئي الإكليلي الشمسي).
SEMI هو في الواقع تلسكوب خاص مزود بأربع كاميرات ستقوم بتصوير الإكليل في نفس الوقت بسبعة أطوال موجية مختلفة - من الضوء المرئي إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء البعيدة. تم تصميم كل كاميرا لمجال طيفي محدد، مما سيمكن من إجراء فحص شامل للهياكل المختلفة في الإكليل وفقًا لتوزيع إشعاعها الطيفي.
يلتقط كل طول موجي ويوضح نطاقًا معينًا من درجات حرارة البلازما الساخنة في الإكليل. على سبيل المثال، يُظهر الضوء المرئي الأجزاء الباردة نسبيًا من الإكليل، بينما يُظهر الأشعة تحت الحمراء البعيدة المناطق الأكثر سخونة بملايين الدرجات. ومن خلال تصوير الإكليل في نطاق واسع من الأطوال الموجية، سيكون من الممكن تحديد وتوصيف ودراسة الهياكل البلازمية المتنوعة ذات نطاق واسع من درجات الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن مقارنة الصور بأطوال موجية مختلفة ستسمح بتحديد مصادر الإشعاع المختلفة المنبعثة من نفس المبنى. قد يكشف هذا عن آليات فيزيائية مختلفة مسؤولة عن التوهج عند أطوال موجية مختلفة، حتى لو كانت البنية نفسها تبدو مشابهة للعين.
ديناميات الوقت الحقيقي: نظرة ثاقبة إلى سحب البلازما
ميزة أخرى مهمة لجهاز SEMI هي معدل التصوير العالي - 30 صورة في الثانية. ستسمح هذه القدرة لأول مرة ليس فقط بعرض صورة ثابتة للهياكل المختلفة في التاج، ولكن أيضًا لعرض الديناميكيات والعمليات التي تحدث فيها في الوقت الفعلي.
قال كاسبي: "باستخدام بيانات الطيف والديناميكيات التي سيتم الحصول عليها من أداة SEMI، نأمل في كشف لغز الآليات المختلفة التي تؤدي إلى التوهج المتشابه ولكن المختلف تمامًا للهياكل الساخنة والباردة في الإكليل". سيؤدي كشف هذا اللغز إلى تعميق معرفتنا بفيزياء البلازما في درجات الحرارة القصوى، مما يساهم في فهم أفضل للعمليات المعقدة التي تحدث في الشمس والنجوم المماثلة.
نظرة من الأرض: تعاون علمي واسع النطاق للكشف عن البعد ثلاثي الأبعاد
وبالتزامن مع عمليات الرصد من الجو، يخطط كاسبي لإجراء تجربة أرضية فريدة على طول مسار كسوف الشمس لعام 2024 الذي سيعبر الولايات المتحدة. وفي إطار هذه التجربة، سيتمركز 35 فريقًا متطوعًا في نقاط مختلفة على طول مسار الكسوف، بدءًا من المنطقة الحدودية بين المكسيك وتكساس وحتى الحدود الكندية.
وسيتم تجهيز كل فريق بتلسكوب وكاميرا خاصة تركز على تصوير الضوء المستقطب. تشتمل هذه الكاميرات على سلسلة من المرشحات الضوئية التي تسمح بتصوير التاج في أربعة اتجاهات استقطاب مختلفة لإشعاع الضوء (0، 45، 90 و135 درجة). ومن خلال دمج الصور من اتجاهات مختلفة، سيكون من الممكن لأول مرة استخلاص معلومات مهمة ودقيقة حول البنية ثلاثية الأبعاد وكثافة وقوة المجال المغناطيسي لسحب البلازما المختلفة التي تشكل الإكليل.
سيحصل كل فريق على حوالي 4 دقائق من المراقبة خلال ذروة الكسوف. ومع ذلك، وبفضل التداخل بين الفرق المختلفة على طول المسار، سيتمكن كاسبي وفريقه من الحصول على تسلسل مستمر من الملاحظات لما يقرب من ساعة كاملة على مباني التاج.
ومن المتوقع أن يوفر وقت المراقبة الممتد هذا، بالإضافة إلى القدرة على رؤية البنية ثلاثية الأبعاد الكاملة لأول مرة، معلومات غير مسبوقة عن هندسة وديناميكيات هياكل البلازما المختلفة في الإكليل.
وبعد تلقي البيانات، يعتزم كاسبي وزملاؤه دمج الصور من جميع الفرق في "فيلم" مستمر يوثق التغيرات في بنية الإكليل طوال جميع مراحل الكسوف. وأشار كاسبي إلى أن "هذه القدرة المبتكرة على رؤية الهياكل من زوايا مختلفة وعلى مدى فترة طويلة من الزمن من المتوقع أن تكشف عن رؤى جديدة حول كيفية تشكيل البلازما والمجالات المغناطيسية وتغيرها خلال ظاهرة كسوف الشمس النادرة".
يخطط العديد من الباحثين والعلماء المواطنين للتجارب
ومن المتوقع أن يجذب كسوف الشمس عام 2024 عشرات المجموعات البحثية الإضافية من جميع أنحاء العالم، الذين سيستفيدون من هذه الفرصة النادرة لإجراء مجموعة متنوعة من التجارب والتحقيقات العلمية. ستقوم مجموعات مختلفة بدراسة تأثير الكسوف على حيوانات مختلفة، بينما ستقوم مجموعات أخرى بمراقبة التأثير على الغلاف الجوي والغلاف الأيوني، وستقوم مجموعات أخرى بجمع الصور من عامة الناس باستخدام كاميرات الهواتف الذكية.
إن تركيز الجهود البحثية المختلفة يعد بتعميق فهمنا للعمليات المعقدة والغامضة التي تحدث في هالة الشمس بشكل كبير، وتقديم آفاق جديدة للعلم المعاصر فيما يتعلق بالنجوم وبلازماها الساخنة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
العالم كله ينتفض ضدنا بسبب حرب الآثار الحديدية. حتى أن البعض يدير برامج في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية. لقد فرض الكثيرون حظراً على الأسلحة والذخيرة ضدنا.
لذا من فضلك توقف عن الغباء وحل مشاكل الفقر وغيرها من مشاكل الوجود الإنساني. لقد تمت مكافأتنا بالعكس! يتعلق الأمر بالمجتمع المسيحي المعادي للسامية في أوروبا حتى يومنا هذا. إنهم يفضلون المسلمين الذين يدقون رؤوسهم.