أخبار ar.wedoany.com، عند عبور مسبار باركر الشمسي (Parker Solar Probe) التابع لناسا لطبقة التيار الشمسي الحلزوني (heliospheric current sheet) أثناء اقترابه الأقصى من الشمس، رصد بروتونات عالية الطاقة تتجاوز بكثير ما تتنبأ به النماذج الحالية. بقيادة "ميهير ديساي" من معهد أبحاث الجنوب الغربي (Southwest Research Institute)، وبالتعاون مع "جيمس دريك" و"مارك سويسداك" و"تشي يو يين" من معهد أبحاث الإلكترونيات والفيزياء التطبيقية (Institute for Research in Electronics and Applied Physics) بجامعة ميريلاند (University of Maryland)، تم التأكيد على أن اندماج الجزر المغناطيسية أثناء عملية إعادة الاتصال المغناطيسي هو آلية التسريع. نُشر التحليل ذو الصلة في مجلة "رسائل الفيزياء الفلكية" (The Astrophysical Journal Letters). بلغت مستويات طاقة البروتونات التي تم رصدها حوالي ألف ضعف الطاقة المغناطيسية المتاحة لكل جسيم كما تتنبأ به النماذج الحالية.
طبقة التيار الشمسي الحلزوني هي سطح ملتوٍ عملاق في الرياح الشمسية، حيث ينعكس قطبية المجال المغناطيسي للشمس. عندما عبر باركر هذه الطبقة أثناء اقترابه الأقصى، غاص المسبار في الإكليل الشمسي، وتبين أن طبقة التيار أضيق وأكثر تعقيدًا في بنيتها مما يُرصد في الرياح الشمسية القريبة من الأرض. في منطقة الذيل أسفل حدث إعادة الاتصال المغناطيسي، تنكسر خطوط المجال المغناطيسي وتتصل مجددًا، مما يطلق طاقة تتوزع في البلازما المحيطة. رصد باركر بروتونات محصورة بطاقة تصل إلى حوالي 400 كيلو إلكترون فولت، محصورة داخل هياكل الجزر المغناطيسية التي تتشكل في ذيل إعادة الاتصال. ويبدو أن عملية اندماج الجزر المغناطيسية - حيث تتفاعل وتندمج حلقات المجال المغناطيسي المغلقة - هي الآلية التي تسرع البروتونات إلى مستويات الطاقة المرصودة.
يشكل الفارق البالغ ألف ضعف بين توقعات النماذج وقياسات باركر مفتاحًا لتفسير النتائج. إعادة الاتصال المغناطيسي كآلية لتسريع الجسيمات ليس مفهومًا جديدًا، حيث تساهم هذه العملية نظريًا في تسريع الجسيمات المشحونة في مجموعة من البيئات الفيزيائية الفلكية. لكن ما لم يكن متوقعًا سابقًا هو أن رفع الطاقة في ذيل إعادة الاتصال القريب من الشمس يمكن أن يصل إلى هذا المستوى عبر مسار اندماج الجزر المغناطيسية.
عادةً ما تُعزى النماذج الحالية للجسيمات الشمسية عالية الطاقة (solar energetic particles) الأحداث الأكثر طاقة إلى الصدمات واسعة النطاق، مثل جبهات الصدمات الدافعة للانبعاثات الكتلية الإكليلية (coronal mass ejections) والصدمات المتكونة في مناطق التفاعل المشترك الدورانية (co-rotating interaction regions). أما إعادة الاتصال عند طبقة التيار فكان يُنظر إليها على الأكثر كمساهم ثانوي ينتج جسيمات ذات طاقة متوسطة. تُظهر بيانات قياسات باركر أن هذه الصورة تحتاج إلى مراجعة: فطاقة البروتونات الناتجة عن آلية اندماج الجزر المغناطيسية كافية لتحدي الحدود بين التسريع عبر إعادة الاتصال والتسريع عبر الصدمات.
كما يقدم هذا الاكتشاف أدلة جديدة لمشكلة تسخين الإكليل الشمسي. تصل درجة حرارة الإكليل إلى ملايين الدرجات المئوية، بينما تبلغ درجة حرارة الغلاف الضوئي حوالي 5500 درجة مئوية، ولا يزال مصدر الطاقة الذي يحافظ على هذا التدرج غير محدد بالكامل. إذا كانت عملية إعادة الاتصال عند طبقة التيار تنتج جسيمات بالطاقة التي قاسها باركر، فإنها تودع أيضًا طاقة في البلازما المحيطة بمعدل قد يكون أعلى مما تفترضه النماذج. الطاقة التي تدخل في تسريع الجسيمات عبر اندماج الجزر المغناطيسية تأتي حتمًا من المجال المغناطيسي، وتتبعها يمكن أن يحدد بشكل أكبر مدى مساهمة إعادة الاتصال في التسخين الكلي للإكليل.
أكمل مسبار باركر الشمسي أكثر من عشرين عملية اقتراب أقصى من الشمس. إن عبور طبقة التيار الشمسي الحلزوني الذي وفر البيانات لهذه الدراسة يمكن تكراره، مما يسمح للفريق بالبحث عن خصائص الجزر المغناطيسية في أحداث أخرى واختبار ما إذا كانت طاقة الجسيمات المرصودة سمة ثابتة. يوفر المسبار الشمسي "سولار أوربيتر" (Solar Orbiter) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (European Space Agency, ESA) قياسات تكميلية من مسافة أبعد قليلاً، وستساعد مقارنة نفس مجموعات الجسيمات بواسطة المركبتين الفضائيتين في تحديد مساهمة الخصائص القريبة من المصدر مقابل التغيرات في الرياح الشمسية المتوسطة.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
