إذا كان لديك وصمة عار

ربما تم اكتشاف البقع الشمسية من قبل علماء الفلك الصينيين في وقت مبكر من الألفية الأولى بعد الميلاد. البقع الشمسية ليست مظلمة، ولكنها فقط الأماكن التي تكون درجة الحرارة فيها أقل بمئات الدرجات من درجة الحرارة في البيئة الحارة 

بقلم: د.نتساح فاربياش، الشباب جاليليو

كم منكم ربما يكون على دراية بالسؤال التافه "كم عدد النجوم الموجودة في النظام الشمسي؟" والإجابة الصحيحة: في النظام الشمسي يوجد نجم واحد فقط، وهو الشمس نفسها (والباقي كواكب). ولأن الشمس هي النجم الوحيد في النظام الشمسي، فهي أيضًا أقرب نجم إلينا، إلى الأرض. بفضل قربها النسبي، من الممكن إجراء ملاحظات عليها غير ممكنة على النجوم البعيدة، علاوة على ذلك، بفضل حقيقة أن الشمس نجم عادي إلى حد ما في الكون، فمن الممكن التعلم من الدراسة منها على نجوم أخرى أبعد أيضًا.

بداية، إن رغبتنا في دراسة الظواهر المتعلقة بالشمس تنبع من تأثيرها على الأرض والفضاء بينها وبين الشمس، مثل التغيرات المناخية والعواصف المغناطيسية ودورة البقع الشمسية.

ما هي "لغة الشمس"؟

قبل أن نشرح عن البقع الشمسية، دعونا نذكر بعض الحقائق: الشمس عبارة عن كرة من الغاز (والبلازما)، وبالتالي، على عكس الجسم الصلب (كوكب مثلا)، تعريفات "حافة الشمس" والغلاف الجوي لها تعتمد على الطول الموجي الذي يتم النظر إليه. يمكن للمرء أن يفكر في "حافة الشمس" كطبقة من الغلاف الضوئي، والتي يمكن رؤيتها في الضوء في النطاق المرئي.

فكر في الكرة البرتقالية التي نراها عند غروب الشمس - حدودها تحدد ما سنسميه هنا "حافة الشمس"، على الرغم من أن الغازات التي تشكل الشمس تمتد إلى ما هو أبعد من ذلك. يبلغ سمك الغلاف الضوئي حوالي مائة كيلومتر - وهو رقيق جدًا مقارنة بالجزء الداخلي للشمس (يبلغ نصف قطر الشمس 695,990 كيلومترًا)، وتبلغ درجة الحرارة السائدة فيه حوالي 6,000 درجة (عند هذه القيم تكون لم تعد ذات أهمية خاصة إذا كنت تستخدم وحدات كلفن أو مئوية).

هل البقع مظلمة حقًا؟

عندما تنظر إلى الشمس (بالوسائل المناسبة فقط! فمن الخطورة النظر إلى الشمس بالعين المجردة أو باستخدام مرشحات "محلية الصنع"!)، قد تلاحظ أحياناً وجود بقع داكنة على سطحها. يرجع اللون الداكن للبقع إلى أن درجة الحرارة السائدة فيها أقل بعدة مئات من الدرجات من درجة الحرارة المحيطة بها. في الواقع، كما ترون في الصور، تبدو البقع داكنة تمامًا. إلا أن هذا خداع بصري: حيث تظهر البقعة مظلمة بسبب التباين الكبير بين شدة الضوء المنبعث من البقعة الشمسية والمنطقة المحيطة بها، لكن في الواقع البقعة الشمسية أكثر سطوعا من القمر.

ومع أن أبعاد البقع بالنسبة إلى الشمس ليست كبيرة، إلا أن قطرها قد يصل إلى حوالي ثلاثين ألف كيلومتر (للمقارنة يبلغ قطر الأرض بأكملها حوالي 12,756 كيلومتراً)؛ هذه الحقيقة جعلت من الممكن التعرف عليهم حتى بدون وسائل مراقبة متطورة.

من اكتشف البقع؟

ربما تم اكتشاف البقع الشمسية من قبل علماء الفلك الصينيين في وقت مبكر من الألفية الأولى بعد الميلاد، ولكن فقط بعد اختراع التلسكوب في عام 1609، أدرك جاليليو جاليلي أن البقع الشمسية هي جزء من الشمس نفسها. منذ اختراع التلسكوب، تمت ملاحظة البقع الشمسية ودراستها بشكل أكثر دقة.

تبقى البقع الشمسية على سطح الشمس لعدة أيام. وقد يبقى أكبرها على قيد الحياة لبضعة أسابيع. في أغلب الأحيان، تُرى البقع في مجموعات مكونة من زوج من البقع أو أكثر. وفي عام 1843، وجد عالم الفلك الألماني هاينريش شوابي في ملاحظاته أن العدد الإجمالي ومتوسط ​​قوة البقع الشمسية يتغير في دورة مدتها حوالي 11 عامًا. وقد تمت ملاحظة هذه الظاهرة بشكل متكرر منذ ذلك الحين وأطلق عليها اسم "دورة البقع الشمسية" أو "مخطط الفراشة". هناك فرضيات مختلفة بشأن سبب دورة البقع الشمسية، لكن السبب ليس واضحًا تمامًا. ومع ذلك، فإن عدد البقع الشمسية وشدة نشاط الشمس لهما تأثيرات على الأرض.

اكتشف عالم الفلك الأمريكي جورج إليري عام 1908 أن هناك علاقة بين البقع الشمسية والمجالات المغناطيسية. في الواقع، حتى في رسومات غاليليو المبكرة، من بداية القرن السابع عشر، من الممكن ملاحظة أن البقع الشمسية لها هيكل يوجد فيه جزء مظلم في مركز البقعة، يسمى الظل، وجزء فاتح يحيط به، يسمى الظل الجزئي. تُظهر الصور الفوتوغرافية اللاحقة، التي تم التقاطها باستخدام التلسكوبات المتقدمة، أن شبه الظل عبارة عن هيكل يبدو أنه مصنوع من ألياف تشير إلى اتجاهات مختلفة. إن وجود هذا الهيكل وكذلك اتجاه الألياف يوحي بوجود خطوط المجال المغناطيسي، وفقا لاكتشاف إليري.

واليوم يتضح للعلماء أن قوة واتجاه المجالات المغناطيسية في الشمس هي المسؤولة عن وجود البقع الشمسية، وليس فقط منها. وهناك ظواهر مهمة أخرى تحدث في الشمس، مثل تسخين الإكليل، وتسارع الرياح الشمسية، والعواصف الشمسية، ترتبط أيضًا بالمجالات المغناطيسية.

الكاتب هو نائب رئيس العلوم في Caruso Science Park

تم نشر المقال في مجلة جاليليو يونغ الشهرية للأطفال الفضوليين. للحصول على ورقة رقمية هدية انقر