في عام 2006 ، اندلعت واحدة من أكبر التوهجات الشمسية التي لوحظت لمدة 30 عامًا ، وكاميرات أشعة سينية مشبعة على متن مراصد تدور حول الأرض. على الرغم من أن المشاعل التي تزن في X20 + قد لوحظت ، فإن X9 حدث نادر على الرغم من كل شيء. ومع ذلك ، أصبح هذا التوهج لعام 2006 معروفًا بسرعة ليس فقط بخصائصه النشطة. بعد فترة وجيزة من التوهج ، توقع علماء الفلك الشمسي فيضان من الأيونات بين الكواكب تطلقها الشمس. ومع ذلك ، اكتشفوا شيئًا آخر ؛ ليس فقط جسيم لم يكونوا يتوقعونه ، ولكن أ الجسيمات التي لا ينبغي أن تكون هناك…
عندما ينفجر انفجار بحجم مائة مليون قنبلة نووية ، لا تتوقع أن يكون أي شيء سليمًا عند نقطة الصفر ، أليس كذلك؟ في حالة التوهجات الشمسية ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة المغناطيسية من خلال عملية تعرف باسم إعادة الاتصال ، وتسريع وتسخين البلازما الشمسية بسرعة. وفقًا للظروف ، من الممكن استخدام طاقات مختلفة من التوهج الشمسي ، ولكن في حالة التوهج الخامس في ديسمبر 2006 ، تم تسريع البلازما الشمسية بسرعة وبعنف ، مما أطلق إشعاع الأشعة السينية. في موقع التوهج ، داخل التدفق المغناطيسي المعقد والملتوي ، يمكن أن ترتفع درجات حرارة البلازما إلى 10-20 مليون كلفن (في بعض الأحيان ، بالنسبة لأكبر مشاعل ، 100 مليون كلفن). في ظل هذه الظروف ، لا يبقى شيء على حاله. يتم تجريد أي ذرات في المنطقة المحلية من إلكتروناتها ، تاركة حساءًا نشطًا من الجسيمات المتأينة (مثل البروتونات ونوى الهيليوم) والإلكترونات.
لذا يمكنك أن تتخيل مفاجأة مجموعة من علماء الفيزياء الشمسية باستخدام بيانات من المركبة الفضائية التوأم مرصد العلاقات الأرضية الشمسية (STEREO) التي تدور حول الشمس (واحدة قبل مدار الأرض ، وواحدة خلفها) ، عندما اكتشفوا طائرة من ذرات هيدروجين محايدة نقية تنبثق من التوهج.
“لقد اكتشفنا تيارًا من ذرات الهيدروجين السليمة تمامًا التي تنطلق من التوهج الشمسي من الفئة X، "يقول ريتشارد ميوالدت من كالتيك ،. "يا لها من مفاجأة! يمكن أن تخبرنا هذه الذرات بشيء جديد عما يحدث داخل المشاعل.”
“لم تكن هناك عناصر أخرى ، ولا حتى الهليوم (ثاني أكثر الأنواع الذرية وفرة في الشمس). يتدفق الهيدروجين النقي بعد المركبة الفضائية لمدة 90 دقيقة كاملة.”
أشارت قياسات الانبعاثات الراديوية إلى أن موجة الصدمة قد ولدت منخفضة في الغلاف الجوي الشمسي أثناء التوهج ، وكشفت عن تفاعل أيونات شمسية واردة. انتظر الفيزيائيون لمدة ساعة للحصول على الأيونات الواردة (الوقت المحسوب لسفر الأيونات من الشمس إلى المركبة الفضائية STEREO) ، ولكن بدلاً من ذلك وصل تيار الذرات المحايدة. استمر تيار الهيدروجين لمدة 90 دقيقة ، ثم سكت لمدة 30 دقيقة فقط للأيونات المتوقعة لإغراق المستشعرات كما هو متوقع.
للوهلة الأولى تم تحقيق المستحيل. تم صنع التوهج الشمسي بطريقة أو بأخرى ، ثم قام بفرز الهيدروجين المحايد من حساء البلازما وأطلقه في الفضاء. لكن هذا أنتج لغزًا محيرًا للغاية: تم اكتشاف الهيدروجين المحايد ، الكثير منه ، نتيجة للتوهج الشمسي ، ومع ذلك فإن هذه الذرات لا تستطيع موجودة في البيئة القاسية المحيطة بموقع التوهج. ما يعطي؟
في الواقع ، لم تتولد ذرات الهيدروجين هذه داخل التوهج ، بل تشكلت بعد التوهج حيث انبثقت منتجات الانفجار في الفضاء بين الكواكب.
“نعتقد أنهم بدأوا رحلتهم إلى الأرض في شكل قطع ، مثل البروتونات والإلكتروناتقال "Mewaldt. "ومع ذلك ، قبل هروبهم من الغلاف الجوي للشمس ، استعادت بعض البروتونات الإلكترون ، مشكّلةً ذرات هيدروجين سليمة. تركت الذرات الشمس في لقطة سريعة ومستقيمة قبل أن تتفكك مرة أخرى.”
سبب ظهور هذه الذرات المحايدة في STEREO أسرع من سحابة الأيونات لأن الهيدروجين المحايد لم يتأثر (تباطأ) بالمجال المغناطيسي للشمس ؛ تطلق الذرات ، في خط مستقيم ، بدلاً من انحرافها عن طريق التدفق المغناطيسي. وكيف تشكلوا؟ يعتقد الفيزيائيون أن البروتونات "استعادت" الإلكترونات الحرة في الفضاء بين التوهج والكاشف من خلال الآليات المعروفة جيدًا إعادة التركيب الإشعاعي وتبادل الشحنة.
الآن ، يريد فيزيائيو الطاقة الشمسية تكرار هذه النتائج لمعرفة ما إذا كانت هذه النفثات الهيدروجينية سمة مشتركة للتوهجات الشمسية ... ولكن قد يضطرون إلى الانتظار بعض الوقت ، حيث لا تزال الشمس تستمتع بطقسها الهادئ...
المصدر: وكالة ناسا
