في 5 سبتمبر 2022، طار مسبار باركر الشمسي التابع لناسا برشاقة عبر واحدة من أقوى عمليات الانبعاث الكتلي الإكليلي (CMEs) المسجلة - ليس فقط إنجازًا هندسيًا مثيرًا للإعجاب، ولكنه أيضًا تقدم كبير للمجتمع العلمي.


في الآونة الأخيرة، مر مسبار باركر الشمسي التابع لناسا عبر أقوى مجموعة من الجسيمات المسجلة، مما يوفر رؤى أساسية لنظريات عمرها 20 عامًا حول كيفية تفاعل الجسيمات مع الغبار الموجود بين الكواكب. يؤثر هذا التفاعل على توقعات الطقس الفضائي وهو أمر بالغ الأهمية للتكنولوجيا هنا على الأرض. مصدر الصورة: NASAGSFC/CIL/BrianMonroe

ساعدت رحلة باركر عبر المقذوفات الإكليلية الكتلية في إثبات نظرية عمرها 20 عامًا مفادها أن تفاعل المقذوفات الكتلية الإكليلية مع الغبار بين الكواكب له آثار مهمة على التنبؤات بالطقس الفضائي. وقد نشرت النتائج مؤخرا في مجلة الفيزياء الفلكية.

تكهنت ورقة بحثية صدرت عام 2003 بأن الانبعاث الإكليلي الإكليلي يمكن أن يتفاعل مع الغبار الموجود بين الكواكب الذي يدور حول النجم، بل ويسحب الغبار خارج المدار. تساعد مجموعات الجسيمات المشعة، والانفجارات العملاقة للغلاف الجوي الخارجي للشمس، أو الإكليل، في تشكيل الطقس الفضائي الذي يمكن أن يعرض الأقمار الصناعية للخطر، ويتداخل مع تكنولوجيا الاتصالات والملاحة، بل ويشل شبكة الكهرباء الأرضية. إن فهم المزيد حول كيفية تفاعل هذه الأحداث مع الغبار بين الكواكب يمكن أن يساعد العلماء على التنبؤ بشكل أفضل بمدى سرعة انتقال الانبعاث الإكليلي من الشمس إلى الأرض والتنبؤ بموعد تأثر الأرض بالانبعاث الإكليلي الإكليلي.

وقد لاحظ باركر الآن هذه الظاهرة للمرة الأولى.

قال المؤلف الرئيسي غييرمو ستينبورغ، وهو عالم فيزياء فلكية في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (APL) في لوريل بولاية ميريلاند، والذي قام ببناء المركبة الفضائية وتشغيلها: "لقد تم وضع نظرية للتفاعلات بين الانبعاث الإكليلي والغبار على مدار عقدين من الزمن، ولكن لم يتم ملاحظتها حتى لاحظ مسبار باركر الشمسي أن الانبعاث الإكليلي الإكليلي يعمل مثل المكانس الكهربائية التي تزيل الغبار في طريقها".

يتكون الغبار بين الكواكب من جزيئات صغيرة من الكويكبات والمذنبات وحتى الكواكب، ويوجد في جميع أنحاء النظام الشمسي. أحد مظاهر سحب الغبار بين الكواكب هو التوهج الخافت الذي يسمى البروج والذي يمكن رؤيته أحيانًا قبل شروق الشمس أو بعد غروب الشمس.

وقد نقل الانبعاث الإكليلي هذا الغبار على بعد حوالي 6 ملايين ميل من الشمس - حوالي سدس المسافة بين الشمس وعطارد - ولكن تم تجديده على الفور تقريبًا بواسطة الغبار بين الكواكب الذي يطفو حول النظام الشمسي.

كانت ملاحظات باركر في الموقع حاسمة في هذا الاكتشاف لأن مراقبة ديناميكيات الغبار بعد الانبعاث الإكليلي من مسافة بعيدة يمثل تحديًا. ووفقًا للباحثين، يمكن لملاحظات باركر أيضًا أن توفر نظرة ثاقبة للظواهر المتعلقة بالمستويات المنخفضة من الإكليل، مثل التعتيم الإكليلي الناجم عن المناطق منخفضة الكثافة في الإكليل، وهي ظاهرة تحدث غالبًا بعد تفشي CME.


في 5 سبتمبر 2022، رصدت كاميرا المسبار الشمسي واسع المجال (WISPR) الخاصة بـ Parker Solar Probe المركبة الفضائية وهي تمر عبر قذف كتلي إكليلي عملاق. إن الانبعاثات الكتلية الإكليلية هي انفجارات عملاقة من البلازما والطاقة المنبعثة من الإكليل الشمسي، وهي القوة الدافعة للطقس الفضائي. المصدر: ناسا/جونز هوبكنز APL/مختبر الأبحاث البحرية

لاحظ العلماء أن التفاعل بين الانبعاث الإكليلي والغبار ظهر على شكل انخفاض في السطوع في الصور التي التقطتها كاميرا Parker's Wide Field Imager for Solar Probe (WISPR). وذلك لأن الغبار الموجود بين الكواكب يعكس الضوء، مما يؤدي إلى تضخيم السطوع أينما وجد الغبار.

للعثور على هذا الانخفاض في السطوع، كان على الفريق حساب متوسط ​​سطوع الخلفية لصور WISPR عبر عدة مدارات مماثلة، مع غربلة اختلافات السطوع الطبيعية بسبب الانسيابات الشمسية والتغيرات الأخرى في الإكليل.

وقال ستيرنبرغ: "دار باركر حول الشمس أربع مرات على نفس المسافة، مما يسمح لنا بمقارنة البيانات بشكل جيد من مرة إلى أخرى". "من خلال إزالة التغيرات في السطوع الناجمة عن حركة الإكليل والظواهر الأخرى، تمكنا من عزل التغييرات الناجمة عن استنفاد الغبار."

ولأن العلماء لاحظوا هذا التأثير فقط خلال حدث 5 سبتمبر، فقد اعتقد ستينبورج والفريق أن استنفاد الغبار قد يحدث فقط في أقوى الانبعاث الإكليلي الإكليلي.

ومع ذلك، فإن دراسة الفيزياء وراء هذا التفاعل يمكن أن يكون لها آثار على توقعات الطقس الفضائي. لقد بدأ العلماء للتو في فهم كيفية تأثير الغبار الموجود بين الكواكب على شكل وسرعة الانبعاث الإكليلي الإكليلي. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم هذه التفاعلات بشكل أفضل.

أكمل باركر تحليقه السادس بالقرب من كوكب الزهرة، وخلال اقترابه الخمس التالية، سيستخدم جاذبية كوكب الزهرة لتقريب نفسه من الشمس. ويحدث هذا عندما تقترب الشمس نفسها من الحد الأقصى للطاقة الشمسية، وهي فترة معظم البقع الشمسية والنشاط الشمسي في دورة الشمس التي تبلغ 11 عامًا. ومع زيادة النشاط الشمسي، يأمل العلماء أن تتاح لهم الفرصة لرؤية المزيد من هذه الظواهر النادرة واستكشاف كيفية تأثيرها على بيئة الأرض والوسط بين الكواكب.