في اكتشاف مذهل، اكتشف العلماء انبعاثًا يشبه الشفق القطبي في الغلاف الجوي للشمس.
على ارتفاع حوالي 40 ألف كيلومتر (25 ألف ميل) فوق بقعة شمسية مزدهرة تتوسع بالطاقة الشمسية الفوتوسفيرسجل فريق من علماء الفلك بقيادة سيجي يو من معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا نوعًا من البث الإذاعي طويل الأمد لم يسبق له مثيل.
تبعث الشمس جميع أنواع الإشعاع خلال أنشطتها، لكن هذا، وفقًا للفريق، لا يبدو مثل الشفق القطبي.
“لقد اكتشفنا نوعًا معينًا من رشقات الراديو المستقطبة طويلة الأمد المنبعثة من البقع الشمسية، والتي تستمر لأكثر من أسبوع.” قال يو.
“هذا يختلف تمامًا عن الانفجارات الراديوية الشمسية العابرة النموذجية التي تستمر عادةً بضع دقائق أو ساعات. وهذا اكتشاف مثير لديه القدرة على تغيير فهمنا للعمليات المغناطيسية النجمية.”
يعد الشفق القطبي الساطع والمتصاعد أحد أكثر المشاهد المذهلة على وجه الأرض، لكنها ليست فريدة من نوعها على كوكبنا الأصلي، على الرغم من أنها تختلف بشكل كبير في الشكل. تم اكتشاف الشفق القطبي على كل الكواكب الرئيسية في النظام الشمسي، وحتى على أقمار المشتري الجليلية الأربعة.
وهي تتشكل عندما يتم احتجاز الجسيمات الشمسية في خطوط المجال المغناطيسي، والتي تعمل كمسرعات تزيد من طاقة الجسيمات قبل ترسيبها، عادة في الغلاف الجوي، حيث تتفاعل مع الذرات والجزيئات الموجودة هناك لإنتاج توهج. هنا على الأرض، يمكننا أن نرى هذا التوهج يتراقص في السماء.
لكن الضوء المرئي لا يمثل سوى جزء من طيف الانبعاث الشفقي. يوجد مكون الراديو، أيضا. وعلى الرغم من أن الشمس تبث العديد من الانبعاثات الراديوية عبر عمليات أخرى، بما في ذلك رشقات من النشاط الراديوي، إلا أن الانبعاث الذي يحوم فوق البقع الشمسية كان له شكل مماثل لتلك الخاصة بالشفق الراديوي.
وهذا أمر منطقي ورائع. البقع الشمسية هي مناطق مؤقتة أكثر قتامة وبرودة على سطح الشمس – غلافها الضوئي – ناجمة عن مناطق ذات مجالات مغناطيسية قوية بشكل غير عادي والتي تقييد البلازما الشمسية. ولا يوجد مكان في النظام الشمسي مليء بالجزيئات الشمسية مثل الشمس نفسها.
ولذلك فمن المنطقي أن يحدث تسارع للمجال المغناطيسي للجسيمات الشمسية هناك، ولكن بقوة أكبر بكثير مما هو عليه على الأرض، وذلك بسبب المجالات المغناطيسية الشمسية الأقوى بكثير.
يو قال إن التحليل المكاني والزماني الذي أجراه الفريق “يشير إلى ذلك [the emissions] ترجع إلى انبعاث مازر الإلكترون السيكلوتروني (ECM)، الذي يشتمل على إلكترونات نشطة محاصرة في هندسة المجال المغناطيسي المتقاربة.
وتقول: “توفر المناطق الباردة والمغنطيسية المكثفة للبقع الشمسية بيئة مواتية لانبعاث ECM، وترسم أوجه تشابه مع القمم القطبية المغناطيسية للكواكب والنجوم الأخرى، ومن المحتمل أن توفر نظيرًا شمسيًا محليًا لدراسة هذه الظواهر.
في الواقع، ليس من غير المألوف أن يصدر النجم إشارات راديو شفقية. قبل بضع سنوات، حدد فريق من العلماء عددًا من النجوم التي تنبعث منها موجات راديو غير عادية، وربطوها بوجود كوكب خارجي قريب تم امتصاص غلافه الجوي إلى النجم لتوليد انبعاث شفقي.
إن الكواكب الموجودة في النظام الشمسي بعيدة جدًا عن الشمس بحيث لا يمكنها إحداث تأثير مماثل، لكننا قريبون بدرجة كافية من الشمس لرؤية انبعاثات خافتة تشبه الشفق القطبي والتي قد نفوتها في نجم بعيد.
ويعتقد الباحثون أن نشاط التوهج في المناطق غير البعيدة عن البقع الشمسية يضخ إلكترونات نشطة في حلقات المجال المغناطيسي المتجذرة في البقع الشمسية، مما يؤدي إلى تشغيل ما يسميه الباحثون “الشفق الراديوي للبقع الشمسية”. يعد هذا من أوضح الأدلة على الآليات المعنية، مما يقترح طرقًا جديدة لدراسة النشاط المغناطيسي النجمي وسلوك البقع النجمية على النجوم البعيدة.
ويخطط الفريق لدراسة البيانات الأرشيفية لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على أدلة على الشفق القطبي أثناء الانفجارات السابقة للنشاط الشمسي.
“لقد بدأنا في تجميع لغز كيفية تفاعل الجسيمات النشطة والمجالات المغناطيسية في نظام مع وجود بقع نجمية طويلة العمر.” يقول عالم الفيزياء الشمسية سوراجيت موندال من معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا، “ليس فقط على شمسنا ولكن أيضًا على النجوم خارج نظامنا الشمسي.”
وقد نشر البحث في علم الفلك الطبيعي.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”