دوامات بلازمية بالغة الصغر تُكتشف على سطح الشمس بتلسكوب إينوي للمرة الأولى

كشف فريق من علماء معهد ماكس بلانك لأبحاث المجموعة الشمسية عن ظاهرة مذهلة كانت مختبئة عن أعين العلماء لعقود طويلة: دوامات بلازمية مجهرية تبلغ أقطارها نحو 20 كيلومتراً فحسب وتتشكّل باستمرار على سطح الشمس. وقد أتاح تلسكوب NSF دانيال ك. إينوي الشمسي الأحدث والأقوى من نوعه الكشف عن هذه البنى الدقيقة للمرة الأولى في تاريخ علم الفلك الشمسي.

أُطلق تلسكوب إينوي من جزر هاواي ويتمتع بقدرة تحليلية فائقة تُمكّنه من رصد بنى شمسية لا يتجاوز حجمها 20 كيلومتراً على سطح الشمس البعيدة. وقد أدرك باحثو ماكس بلانك أن هذه الدقة الاستثنائية ستُتيح لهم رؤية ما ظلّ خافياً طويلاً. تنشأ الدوامات البلازمية الصغيرة على حدود الحبيبات الشمسية، وهي خلايا حملية قصيرة العمر تُغطي الغلاف الضوئي للشمس وتتراوح أبعادها بين 500 و2000 كيلومتر. عند تجاور طبقتين من البلازما تتحركان بسرعات مختلفة، تنشأ قوى القصّ التي تُفضي إلى ما يُعرف فيزيائياً بعدم استقرار كلفن-هيلمهولتز، وهو المسؤول عن نشأة هذه الدوامات الصغيرة.

قال العالم ميشيل فان نورت أحد الباحثين المشاركين في الدراسة: كي نرصد الدوامات، احتجنا إلى تمييز بنى لا يتجاوز حجمها 20 كيلومتراً على سطح الشمس. وقد تطلّب ذلك تطوير خوارزميات متقدمة لمعالجة الصور وتحسين البيانات الخام بصرياً لجعلها قابلة للتحليل على هذا المستوى غير المسبوق.

لا تقتصر أهمية هذه الدوامات على كونها ظاهرة فيزيائية جديدة؛ بل يُرجَّح أنها تؤدي دوراً وظيفياً جوهرياً في ديناميات الشمس. إذ يُعتقد أنها تلتف حول خطوط المجال المغناطيسي وتضخّ فيها طاقة إضافية، مما قد يُسهم في فهم كيف تُشحن النانو لهبات الشمسية بالطاقة اللازمة لتسخين الإكليل الشمسي إلى درجات حرارة تفوق سطح الشمس بملايين المرات، وهو أحد أعمق الألغاز في فيزياء الشمس لم يجد تفسيراً مُقنعاً حتى الآن.

وتجدر الإشارة إلى أن إعادة الاتصال المغناطيسي في الغلاف الجوي الشمسي هي المحرّك الرئيسي للتوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلوية الإكليلية التي تُشكّل عواصف جغرافية مغناطيسية تُهدد الأقمار الاصطناعية وشبكات الكهرباء على الأرض. وبفهم أفضل للدوامات البلازمية وعلاقتها بنقل الطاقة المغناطيسية، يأمل العلماء في تحسين نماذج التنبؤ بالطقس الفضائي.

لهذه الاكتشافات الشمسية أهمية عملية مباشرة لدول الخليج العربي والمنطقة الأوسع المعتمدة على البنية التحتية الفضائية. فأقمار الاتصالات والملاحة والاستشعار عن بُعد التي تعتمد عليها منظومات البث ورصد الطقس والبنية التحتية الذكية في الإمارات والسعودية وقطر معرّضة للاضطرابات الجيومغناطيسية الناجمة عن العواصف الشمسية. وبفهم أعمق للدوامات البلازمية وآليات نقل الطاقة الشمسية، تستطيع مراكز الطقس الفضائي تحسين تنبؤاتها بالعواصف الشمسية وإبلاغ مشغّلي الأقمار الاصطناعية في المنطقة مبكراً لاتخاذ الاحتياطات اللازمة. ويُمثّل مركز محمد بن راشد للفضاء في الإمارات نموذجاً للتعاون الدولي في تتبّع الطقس الفضائي، وهو التعاون الذي غدا أكثر إلحاحاً مع تنامي أسطول الأقمار الاصطناعية العربية.

تُعزّز هذه الاكتشافات كذلك فهمنا للدورة المغناطيسية للشمس الممتدة لأحد عشر عاماً والتي تحكم ظاهرتي التوهجات الشمسية والبقع الشمسية. يفتح هذا الاكتشاف باباً جديداً أمام جيل من الأبحاث الشمسية، ويُبشّر بتحوّل جذري في قدرتنا على فهم النجمة التي تُضيء كوكبنا وتُديم الحياة على سطحه.