تمكن علماء الفيزياء الشمسية بفضل بيانات أرسلها مسبار "باركر" التابع لناسا من تحديد مصدر الرياح الشمسية التي تضرب باستمرار الغلاف الجوي للأرض، والكشف عن انعكاسات المجال المغناطيسي الغريبة التي تسرع هذه الجسيمات في طريقها نحو كوكبنا.

قبل عام، طار مسبار "باركر سولار بروب" التابع لناسا نحو أقرب نقطة من الشمس يبلغها قمر صناعي إلى اليوم، وجمع بيانات مذهلة حول هالة الشمس حيث تصل الحرارة إلى مليون درجة مئوية وتطلق الرياح الشمسية.

جسيمات الرياح الشمسية

تتفاعل هذه الجسيمات المتسارعة المكونة للرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للأرض، فتولد أضواء الشفق القطبي الساحرة في السماء.

لكنها تمتلك القدرة أيضا على إتلاف شبكات الكهرباء وشبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية على سطح الأرض، وتهديد الأقمار الصناعية المدارية، وربما تعريض رواد الفضاء للخطر.

لذلك يسعى علماء الفيزياء الشمسية إلى معرفة المزيد عن البيئة المغناطيسية للشمس، وكيفية تكون الرياح الشمسية، لتحسين دقة التنبؤ بوقوعها وتجنب الأضرار.

يقول ستيوارت بيل من جامعة كاليفورنيا بيركلي -وهو المؤلف الرئيسي لواحد من أربعة مقالات نشرتها دورية "نيتشر" يوم 4 ديسمبر/كانون الأول الجاري حول البيانات التي أرسلها المسبار- "نحن مجتمع تكنولوجي أكثر بكثير مما كنا عليه، وشبكات الاتصالات وشبكة الطاقة على الأرض معقدة للغاية، لذلك يُحتمل أن تكون الاضطرابات الكبيرة من الشمس أمرا خطيرا للغاية".

ويضيف "إذا استطعنا التنبؤ بالطقس الفضائي، يمكننا إيقاف تشغيل أجزاء من شبكة الطاقة أو عزلها، أو غلق أنظمة الأقمار الصناعية التي قد تكون معرضة للخطر".

كان أحد الأهداف الرئيسية لمسبار "باركر" اكتشاف مصدر الرياح الشمسية "البطيئة"، وكيف يتم تسريعها في الهالة الشمسية.

من المعروف أن الرياح الشمسية تتكون من جزيئات مشحونة -معظمها بروتونات ونواة الهيليوم- تتحرك بسرعة كبيرة على طول خطوط المجال المغناطيسي للشمس.

كما أن هذه الرياح "السريعة" التي تتراوح سرعتها بين 500 و1000 كلم/ثانية، تأتي من ثقوب كبيرة في الهالة الشمسية في القطبين الشمالي والجنوبي للشمس. لكن مصدر الرياح الشمسية "البطيئة" وهي أكثر كثافة وتهبّ بسرعة لا تزيد عن نصف سرعة الرياح "السريعة"، لا يزال غير مفهوم إلى حد كبير.

خلال كل لقاء اقتراب، كان المسبار يقف لمدة تزيد عن أسبوع فوق ثقب إكليلي ينفث جسيمات الرياح الشمسية على طول خطوط المجال المغناطيسي المارة أمامه، مما أعطى الأدوات الموجودة على متنه نظرة غير مسبوقة على ما كان يحدث على سطح الشمس.

تمكن بيل وزملاؤه بفضل خرائط الأشعة فوق البنفسجية القصوى للشمس بواسطة مسابير فضائية أخرى، من تتبع الرياح والحقول المغناطيسية إلى غاية مصدرها (الثقوب الإكليلية)، مما يشير بقوة إلى أن هذه الثقوب هي مصدر بطء الرياح الشمسية.

يشار إلى أن الثقوب الإكليلية المرتبطة ببقع الشمس، هي مناطق أكثر برودة وأقل كثافة من الهالة المحيطة.

مفاجآت

بشكل غير متوقع، اكتشف العلماء سلسلة من التقلبات في المجال المغناطيسي أثناء تدفقه عبر المسبار. وخلال هذه الفترات، كان المجال يعكس اتجاهه فجأة بمقدار 180 درجة لثوان معدودة، قبل أن يعود إلى اتجاهه الطبيعي.

ورجح مؤلف الدراسة أن يكون ذلك ناتجا عن نوع مختلف من دفقات البلازما التي قد تكون كذلك وراء ظاهرة التسخين المصاحبة للرياح الشمسية.

أما المفاجأة الثانية فقد أحدثها الغبار الذي ملأ المسبار مرارا وتكرارا كلما اقترب من الحضيض، وهي النقطة الأقرب إلى الشمس في مدار المسبار.

ويتألف هذا الغبار من جسيمات لا يزيد حجمها عن ميكرومتر واحد (هو واحد من الألف من المليمتر) يعود مصدرها -على الأرجح- إلى حطام الكويكبات أو المذنبات التي ذابت قرب الشمس وتركت وراءها هذا الغبار الذي يدور الآن حول الشمس.