سابقة مذهلة… علماء يكتشفون انبعاثًا على الشمس يشبه الشفق القطبي

في سابقة مذهلة، اكتشف العلماء انبعاثًا يشبه الشفق القطبي في الغلاف الجوي للشمس.

فعلى ارتفاع حوالى 40 ألف كيلومتر (25 ألف ميل) فوق بقعة شمسية مزدهرة تنمو في الغلاف الضوئي الشمسي، سجل فريق من علماء الفلك بقيادة سيجي يو من معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا نوعًا لم يسبق له مثيل من الانبعاثات الراديوية طويلة الأمد؛ إذ تبعث الشمس جميع أنواع الإشعاع أثناء قيامها بعملها، لكن هذا الأمر، كما يقول الفريق «لا يشبه شيئًا بقدر ما يشبه الشفق القطبي».

ويوضح يو «لقد اكتشفنا نوعًا غريبًا من رشقات الراديو المستقطبة طويلة الأمد المنبعثة من البقع الشمسية، والتي استمرت لأكثر من أسبوع. وهذا يختلف تمامًا عن الانفجارات الراديوية الشمسية النموذجية العابرة التي تدوم عادةً دقائق أو ساعات. إنه اكتشاف مثير لديه القدرة على تغيير فهمنا للعمليات المغناطيسية النجمية». وذلك وفق ما نقل موقع «ساينس إليرت» عن مجلة «Nature Astronomy» العلمية.

ويعد الشفق القطبي المتوهج والمموج واحدا من أكثر المشاهد المذهلة على وجه الأرض، ولكنه ليس فريدا من نوعه على كوكبنا الأصلي، حتى لو كان شكله يختلف بشكل كبير. فقد تم اكتشاف الشفق القطبي على كل الكواكب الرئيسية في النظام الشمسي، وحتى أقمار كوكب المشتري الأربعة.

ويتشكل الشفق القطبي عندما تنحصر الجسيمات الشمسية في خطوط المجال المغناطيسي، والتي تعمل كمسرعات تعمل على زيادة طاقة الجسيمات قبل ترسيبها، عادةً في الغلاف الجوي، حيث تتفاعل مع الذرات والجزيئات الموجودة فيه لإنتاج توهج على الأرض؛ يمكننا أن نرى ذلك التوهج يتراقص عبر السماء. لكن الضوء المرئي ليس سوى جزء من طيف انبعاث الشفق القطبي. وهناك مكون راديو أيضًا.

وعلى الرغم من أن الشمس تبعث الكثير من الانبعاثات الراديوية عبر عمليات أخرى، بما في ذلك رشقات من النشاط الراديوي، إلا أن الانبعاث الذي يحوم فوق البقع الشمسية كان مشابهًا في المظهر الجانبي للشفق الراديوي. وهذا منطقي ورائع.

جدير بالذكر، أن البقع الشمسية هي مناطق مؤقتة أكثر قتامة وبرودة على سطح الشمس (غلافها الضوئي) والتي تنتج عن مناطق ذات مجالات مغناطيسية قوية بشكل غير عادي والتي تقيّد البلازما الشمسية. ولا يوجد مكان في النظام الشمسي مليء بالجزيئات الشمسية مثل الشمس نفسها؛ لذلك فمن المنطقي أن تسارع المجال المغناطيسي للجسيمات الشمسية يمكن أن يحدث هناك، ولكن بقوة أكبر بكثير مما يحدث على الأرض؛ وذلك بسبب المجالات المغناطيسية الشمسية الأكثر قوة.

وفي هذا الاطار، يقول يو «إن التحليل المكاني والزمني الذي أجراه الفريق يشير إلى أن الانبعاثات ناتجة عن انبعاث مازر الإلكترون السيكلوتروني (ECM)، الذي يتضمن إلكترونات نشطة محاصرة داخل هندسة المجال المغناطيسي المتقاربة». مضيفا «توفر المناطق الباردة والمغناطيسية المكثفة للبقع الشمسية بيئة مواتية لحدوث انبعاث ECM، ما يرسم أوجه تشابه مع القمم القطبية المغناطيسية للكواكب والنجوم الأخرى، ومن المحتمل أن يوفر نظيرًا شمسيًا محليًا لدراسة هذه الظواهر».

ويتابع يو «في الواقع، لم يُسمع عن نجم أن يصدر إشارات راديو شفقية. لكن قبل بضع سنوات، حدد فريق من العلماء عددًا من النجوم التي تنبعث منها موجات راديو غير معهودة، والتي ربطوها بوجود كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول كوكب قريب، وكان غلافه الجوي يندفع إلى داخل النجم لتوليد انبعاث شفقي». مؤكدا «ان كواكب النظام الشمسي بعيدة جدًا عن الشمس بحيث لا يمكنها إحداث تأثير مماثل، لكننا قريبون بما يكفي من الشمس لرؤية انبعاثات شفقية خافتة قد نفوتها في نجم بعيد. بينما يعتقد الباحثون أن نشاط التوهج في المناطق غير البعيدة عن البقع الشمسية يضخ إلكترونات نشطة في حلقات المجال المغناطيسي المتجذرة في البقع الشمسية، ما يؤدي إلى تشغيل ما يسميه الباحثون (الشفق الراديوي للبقع الشمسية). إنه أحد أوضح الأدلة حتى الآن على الآليات المعنية، ما يقترح طرقًا جديدة لدراسة النشاط المغناطيسي النجمي وسلوك البقع النجمية على النجوم البعيدة».

ويخطط الفريق حاليا لدراسة البيانات الأرشيفية لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على دليل على الشفق القطبي في الانفجارات السابقة للنشاط الشمسي.

من جانبه، أفاد عالم الفيزياء الشمسية سوراجيت موندال من معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا «بأننا بدأنا في تجميع لغز كيفية تفاعل الجسيمات النشطة والمجالات المغناطيسية في نظام مع وجود بقع نجمية طويلة الأمد، ليس فقط على الشمس، ولكن أيضًا على نجوم خارج نظامنا الشمسي».