هل تم حل لغز "الحمل الحراري" للشمس؟

يقوم العلماء بخطوة صغيرة أخرى نحو حل ألغاز الطقس الفضائي

يمكن لدراسة جديدة من جامعة كولورادو في بولدر أن تساعد العلماء على فهم أفضل للظواهر التي تخلق "البقع الشمسية".

لقد فتنت الشمس العلماء لفترة طويلة. لكن هذه الكرة من البلازما فائقة الحرارة -أقرب نجم إلى الأرض- هي أيضًا صعبة جدًا للدراسة، مما يترك العديد من الأسئلة دون إجابة.

والآن أصبح لدى الباحثين إجابة محتملة للظاهرة الشمسية التي ظلت محيرة لفترة طويلة والمعروفة باسم "لغز الحمل الحراري". النتائج التي نشرت مؤخرا في المجلة الرسمية للأكاديمية الأمريكية للعلوم (PNAS)، تفتح نافذة جديدة على الأعمال الداخلية للشمس وقد تساعد في فهم الطقس الفضائي الذي يؤثر على كل شيء من الأقمار الصناعية إلى شبكة الكهرباء.

الشمس لديها عدة مناطق متميزة. إحداها، منطقة الحمل الحراري، تمتد لمسافة أكثر أو أقل من 200,000 كيلومتر (200 ميجا متر) وتشكل 30% من الشمس الخارجية. تتحرك الطاقة الناتجة عن الاندماج النووي في قلب الشمس إلى الخارج نحو السطح. وعندما تصل إلى منطقة الحمل الحراري، تتسبب الطاقة في دوران التدفق في دوامات ولوالب تسمى تيارات الحمل الحراري.

واعتقد العلماء أن أكبر هذه الدوامات يجب أن يكون بنفس حجم منطقة الحمل الحراري نفسها - 200,000 ألف كيلومتر - وبدأوا في البحث عن هذه "الخلايا العملاقة"، كما كانت تسمى. ولكن على الرغم من البحث لسنوات عديدة، لم يتمكن الباحثون من ملاحظة مثل هذه التدفقات الحرارية الكبيرة، ومن هنا جاء اللغز.

"لماذا لم تتم ملاحظة الخلايا العملاقة الكلاسيكية؟ وقال كيث جولين، الأستاذ بجامعة كولورادو في بولدر ورئيس قسم الرياضيات التطبيقية وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: "لماذا وكيف تبدو الملاحظات متعارضة مع النماذج العددية؟".

تزعم دراسة جديدة أجراها جيفري فاسيل ونيكولاس فيذرستون وجوليان أن دوران الشمس أكثر أهمية مما كان يعتقده الباحثون سابقًا. يؤدي الدوران القوي إلى إنشاء تدفقات توصيل ممدودة على شكل بيضاوي، ويبلغ حجمها الحقيقي 30,000 كيلومتر، وليس 200,000 كيلومتر.

لقد استندوا في هذا التنبؤ النظري إلى معادلات ونظريات متعددة التخصصات مستخدمة في مجالات الفيزياء والرياضيات والأرصاد الجوية وعلم المحيطات.

وقال جوليان: "في الواقع، لا توجد خلايا عملاقة". "هذا الرأي الذي آمنوا به لفترة طويلة أو البحث عنهم كان بمثابة إلهاء. ويعطي الدوران بنية مختلفة لتدفق التيارات، التي يصل الحد الأقصى لها إلى 30 ميجا متر".

وقال جوليان إن هذه النتائج مهمة لأنها تقدم حلا لمشكلة علمية موجودة منذ عقود.

وقال جوليان: "الشمس هي واهبة الحياة، لكنها تحتوي أيضًا على أشياء كثيرة غريبة". "كوننا يتكون من نجوم ونحن نعلم أن النجوم مرتبطة أيضًا بأنظمة كوكبية، لذا فإن فهم النظام الكوكبي الأقرب إلينا والنجم الأقرب إلينا مهم جدًا من وجهة نظر علمية عامة - من أين أتينا؟ ؟ وكيف وصلنا إلى هناك؟"

לالمادة العلمية

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• اكتشف علماء الفلك "فقاعات" ضخمة على وجه العملاق الأحمر
• لا توجد بقع الشمس
• تستمر البقع الشمسية العملاقة في الانفجار