حدد فريق من العلماء الصينيين والألمانيين الهياكل المغناطيسية في الهالة الشمسية حيث تنشأ الرياح الشمسية السريعة. باستخدام الصور وخرائط دوبلر من قياسات الأشعة فوق البنفسجية الشمسية لمطياف الإشعاع المنبعث (SUMER) والمغناطيسية التي يقدمها جهاز تصوير ميشيلسون دوبلر (MDI) على المرصد الفضائي الشمسي والهيليوسفيري (SOHO) لوكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا ، لاحظوا تدفق الرياح الشمسية من حقول مغناطيسية على شكل قمع مثبتة في ممرات الشبكة المغناطيسية بالقرب من سطح الشمس. يتم عرض هذه الملاحظات في عدد 22 أبريل من مجلة العلوم. يؤدي البحث إلى فهم أفضل للطبيعة المغناطيسية لمصادر الرياح الشمسية ، وهو تيار من البلازما الهشة والساخنة (غاز موصل كهربائيًا) يؤثر على البيئة الفضائية للأرض.
تتكون الرياح الشمسية من بروتونات وجسيمات ألفا (هيليوم مؤين ثنائي الطيف) وأيونات ثقيلة وإلكترونات تتدفق من سطح الشمس بسرعات تتراوح من 300 إلى 800 كم / ثانية. تصدر الأيونات الثقيلة في مناطق المصدر الإكليلي إشعاعًا عند أطوال موجية معينة للأشعة فوق البنفسجية. عندما تتدفق نحو الأرض ، كما تفعل عند تتبع الرياح الشمسية الوليدة ، تصبح الأطوال الموجية للانبعاث للأشعة فوق البنفسجية أقصر ، وهي ظاهرة تسمى تأثير دوبلر ، وهي معروفة جيدًا في متغيرها الصوتي ، على سبيل المثال ، من التغير في نغمة بوق سيارة الشرطة أثناء الاقتراب من المستمع أو التراجع عنه. في الحالة الشمسية ، يتم اكتشاف حركة البلازما تجاهنا ، والتي تعني الابتعاد عن السطح الشمسي ، على أنها تحول أزرق في الطيف فوق البنفسجي ، وبالتالي يمكن استخدامها لتحديد بداية تدفق الرياح الشمسية.
يشبه طيف SUMER فوق البنفسجي ما يُرى عندما يقوم المنشور بفصل الضوء الأبيض إلى قوس قزح بألوان مميزة. ومع ذلك ، فإن الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية للعين البشرية ولا يمكنها اختراق الغلاف الجوي للأرض. من خلال تحليل الانبعاثات فوق البنفسجية التي حصل عليها SUMER على المرصد الفضائي SOHO من الفضاء ، يمكن لعلماء الفيزياء الشمسية تعلم الكثير عن الشمس واستنتاج درجة حرارة الغاز والتركيب الكيميائي والحركة في طبقات الغلاف الجوي المختلفة.
قال المؤلف الأول البروفيسور تشوانيي تو ، من قسم الجيوفيزياء بجامعة بكين في بكين ، بالصين: "ظل الهيكل المغناطيسي الدقيق لمنطقة مصدر الرياح الشمسية بعيد المنال". "لاحظ علماء الفيزياء الشمسية والفضائية لسنوات عديدة تيارات الرياح الشمسية السريعة القادمة من المناطق الإكليلية بخطوط المجال المغناطيسي المفتوح وكثافة الضوء المنخفضة ، ما يسمى بالثقوب الإكليلية. ومع ذلك ، فقط من خلال دمج الملاحظات المعقدة من SOHO بطريقة جديدة ، تمكنا من استنتاج خصائص المصادر داخل الثقوب الإكليلية. يبدو أن الريح الشمسية السريعة تنشأ في ممرات أكليلية بسرعة حوالي 10 كم / ثانية على ارتفاع 20000 كيلومتر فوق الغلاف الضوئي ".
يقول البروفيسور تو: "تبدأ الرياح الشمسية السريعة في التدفق من أعلى القمع في الثقوب الإكليلية بسرعة تدفق تبلغ حوالي 10 كم / ثانية". "يُنظر إلى هذا التدفق على أنه بقع كبيرة في تحول أزرق دوبلر (مناطق مظللة في الشكل أعلاه) لخط طيفي ينبعث من أيونات Ne + 7 عند درجة حرارة 600،000 كلفن ، والتي يمكن استخدامها كمتتبع جيد لتدفق البلازما الساخن . من خلال المقارنة مع المجال المغناطيسي ، كما تم استقراءه من الغلاف الضوئي بواسطة بيانات MDI المغناطيسية ، وجدنا أن نمط التحول الأزرق لهذا الخط يرتبط بشكل أفضل بهياكل المجال المفتوح عند 20000 كم ".
فحص مطياف SUMER مصادر الرياح الشمسية من خلال رصد الأشعة فوق البنفسجية القادمة من منطقة كبيرة من المنطقة القطبية الشمالية للشمس. "إن التحديد الواضح للهيكل المغناطيسي التفصيلي للمصدر ، الذي يتم الكشف عنه الآن كقمع تاجية ، وتحديد ارتفاع الإطلاق والسرعة الأولية للرياح الشمسية هي خطوات مهمة في حل مشاكل الإمداد الجماعي والتسارع الأساسي. يمكننا الآن تركيز انتباهنا على دراسة المزيد من حالات البلازما والعمليات الفيزيائية التي تحدث في قمع الشريان التاجية المتسعة وفي أعناقها الضيقة الراسخة في الشبكة المغناطيسية "، يقول البروفيسور إيكارت مارش ، المؤلف المشارك في ورقة العلوم.
يعد حل طبيعة وأصل الرياح الشمسية أحد الأهداف الرئيسية التي تم تصميم SOHO من أجلها. لطالما عرف المجتمع الفلكي أن الرياح الشمسية السريعة تأتي من الثقوب الإكليلية. الجديد هنا هو اكتشاف أن هذه التدفقات تبدأ في ممرات الإكليلية ، التي يقع مصدرها عند حواف الشبكة المغناطيسية. تحت سطح الشمس مباشرة توجد خلايا حرارية كبيرة. تحتوي كل خلية على مجالات مغناطيسية مرتبطة بها ، والتي تتركز في ممرات الشبكة عن طريق الحمل المغناطيسي ، حيث يتم تثبيت رقاب القمع. في حين أن البلازما لا تزال محصورة في حلقات صغيرة ، يتم إحضارها عن طريق الحمل الحراري إلى القمع ثم يتم إطلاقها هناك ، مثل تفريغ دلو من الماء في قناة مائية مفتوحة.
يقول البروفيسور مارش: "كان يُعتقد سابقًا أن الرياح الشمسية السريعة تنشأ على أي خط حقل مفتوح معين في طبقة التأين لذرة الهيدروجين فوق الغلاف الضوئي بقليل" ، ومع ذلك ، فإن التحول الدوبلري المنخفض لخط انبعاث من أيونات الكربون يظهر أن التدفق الكلي لم يحدث بعد على ارتفاع 5000 كيلومتر. تعتبر بلازما الرياح الشمسية الآن مزودة بالبلازما النابعة من العديد من الحلقات المغناطيسية الصغيرة ، التي يبلغ ارتفاعها بضعة آلاف من الكيلومترات فقط ، مما يؤدي إلى ازدحام القمع. من خلال إعادة التوصيل المغناطيسي ، يتم تغذية البلازما من جميع الجهات إلى القمع ، حيث يمكن تسريعها وتشكيل الرياح الشمسية في النهاية. "
تم بناء أداة SUMER تحت قيادة الدكتور كلاوس فيلهلم ، وهو أيضًا مؤلف مشارك للورقة ، في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (معهد ماكس بلانك لعلوم الطيران سابقًا) في لينداو ، ألمانيا ، بمساهمات رئيسية من معهد الفضاء الفلكي الفضائي في أورساي بفرنسا ، ومركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، وجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، وبدعم مالي من وكالات وطنية ألمانية وفرنسية وأمريكية وسويسرية. تعمل SOHO منذ ما يقرب من عشر سنوات في نقطة مراقبة خاصة في الفضاء على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض ، على الجانب الشمسي من الأرض. SOHO هو مشروع للتعاون الدولي بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا. تم إطلاقه على صاروخ Atlas II-AS من مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا ، فلوريدا ، في ديسمبر 1995 ويتم تشغيله من مركز جودارد لرحلات الفضاء.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جمعية ماكس بلانك
