يظهر أحدث بحث أجرته جامعة أندروز أن درجة حرارة الجسيمات في التوهجات الشمسية تتجاوز بكثير التقديرات العلمية السابقة، وأن درجة حرارة بعض الأيونات أعلى بمقدار 6.5 مرة مما كان يعتقد في الأصل. ويقدم هذا الاكتشاف تفسيرا للغز التوهج الشمسي الذي حير المجتمع الفلكي لمدة نصف قرن.
مشاعل الحافة الشمسية كبيرة مثل الأرض. مصدر الصورة: تم إنتاج Alexander Russell (جامعة أندروز) باستخدام حزمة برامج Python مفتوحة المصدر SunPy وبيانات التلسكوب الفضائي التابع لمرصد NASA Solar Dynamics. تم توفير البيانات من قبل فريق ناسا EPIC.
التوهج الشمسي هو انفجار عنيف للطاقة في الغلاف الجوي الخارجي للشمس، مما يتسبب في ارتفاع درجات الحرارة المحلية إلى أكثر من 10 ملايين درجة مئوية. وستؤدي هذه الأنشطة العنيفة إلى زيادة الأشعة السينية والإشعاعات الشمسية بشكل كبير، مما يؤثر على سلامة المركبات الفضائية ورواد الفضاء والطبقة العليا من الغلاف الجوي للأرض.
ووفقا للدراسة، فإن الحكمة التقليدية تقول أنه عندما تقوم التوهجات الشمسية بتسخين البلازما، فإن درجات حرارة الإلكترونات والأيونات تكون ثابتة. ومع ذلك، قدم فريق البحث اكتشافات حديثة في مجالات مختلفة، وأكد أن التوهجات الشمسية تسخن الأيونات بقوة أكبر بكثير من الإلكترونات، ويمكن أن تصل درجة الحرارة الفعلية للأيونات إلى أكثر من 60 مليون درجة.
وقال الدكتور ألكسندر راسل، القائد الرئيسي للدراسة والمحاضر الأول في النظرية الشمسية في كلية الرياضيات والإحصاء بجامعة سانت أندروز: "في الآونة الأخيرة، تم العثور على عملية فيزيائية تسمى إعادة الاتصال المغناطيسي تجعل كفاءة تسخين الأيونات 6.5 أضعاف كفاءة الإلكترونات. وقد تم تأكيد هذه القاعدة عدة مرات في الفضاء القريب من الأرض والرياح الشمسية والمحاكاة الحاسوبية، ولكن لم يتم تطبيقها على أبحاث التوهج الشمسي من قبل".
التوهج الشمسي. حقوق الصورة: تم إنتاجها بواسطة Alexander Russell (جامعة أندروز) باستخدام حزمة SunPy Python مفتوحة المصدر، مع بيانات من التلسكوب الفضائي لرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لناسا (تم الحصول عليها عبر فريق NASA EPIC).
كان يُعتقد سابقًا أن درجات حرارة الإلكترونات والأيونات في التوهج يجب أن تكون هي نفسها. ومع ذلك، بعد إعادة الحساب باستخدام البيانات الحديثة، وجد الباحثون أن الاختلاف الكبير في درجة الحرارة يمكن أن يستمر لعشرات الدقائق، مما يمنح العلماء الفرصة الأولى لإعادة فحص تأثير الأيونات ذات درجة الحرارة العالية للغاية على العمليات الفيزيائية للتوهجات.
تشرح أحدث بيانات درجة حرارة الأيونات بشكل جيد ظاهرة اتساع الخطوط الطيفية للتوهج الشمسي وتعزز تحقيق اختراق في ما يقرب من 50 عامًا من الارتباك في مجتمع الفيزياء الفلكية. منذ سبعينيات القرن الماضي، اشتبهت الأوساط الأكاديمية في أن توسيع الخط الطيفي لا يمكن أن يحدث إلا بسبب الاضطراب، ولكن كان من الصعب دائمًا تحديد آلية الاضطراب المحددة. يقترح الباحثون الآن أن الزيادة الكبيرة في درجة حرارة الأيون في حد ذاتها يمكن أن تصبح سببًا مهمًا لتوسيع الخط الطيفي، الأمر الذي سيؤدي إلى تغييرات في نماذج البحث الرصدية والنظرية.
تم نشر النتائج في مجلة "Astrophysical Journal Letters" في 3 سبتمبر 2025. ومن بين المؤلفين ألكسندر جيه بي راسل، وفانيسا بوليتو، وباولا تيستا، وبارت دي بونتيو، وسيرجي إيه بيلوف.
تم تجميعها من /ScitechDaily