اكتشف علماء الفيزياء الفلكية ما يمنع حدوث بعض الانفجارات القوية في الشمس

كشف علماء الفيزياء الفلكية عن آلية محتملة لوقف التوهجات الشمسية عن طريق منع الانبعاث الكتلي الإكليلي القوي. يمكنه أيضًا التأثير على نجوم أخرى مشابهة لنجومنا.

وفي دراسة نشرت في المجلة علم الفلك الطبيعة، تم النظر في حدث واحد محدد – انفجار قوي على الشمس، والذي لم يتمكن من الهروب إلى الخارج أبدًا. بفضل تطوير أدوات المراقبة الفضائية، كان من الممكن دراستها، كما يقولون، صعودا وهبوطا.

في مارس 2024، حدث توهج شديد في منطقة نشطة كبيرة ومعقدة مغناطيسيًا في الشمس. بدأ البروز في الارتفاع فوق سطح النجم – وهو إطلاق غاز بارد وكثيف نسبيًا، يحمله مجالات مغناطيسية ملتوية تدفع المادة عادةً إلى الخارج على شكل قذف كتلي إكليلي (CME). ومع ذلك، هذه المرة تباطأ البروز فجأة، وتوقف ثم انهار مرة أخرى.

يقول عالم الفيزياء الفلكية تينجيو جو Tingyu Guo من مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (SAO)، المؤلف الرئيسي للدراسة: “كان من المفترض أن يؤدي هذا الوميض القوي إلى إطلاق كميات كبيرة. وبدلاً من ذلك، توقف القذف وتفكك على الفور تقريبًا بعد بدايته”.

لم تكن عملية القذف الفاشلة في حد ذاتها اكتشافًا، فقد شاهدها علماء الفلك من قبل. لكن الآليات التي توقف الانفجارات ظلت لغزا – والآن فقط، بفضل ملاحظات العديد من الأجهزة من زوايا مختلفة وفي نطاقات مختلفة، كان من الممكن معرفة ذلك قليلا. وقام مرصد الطاقة الشمسية الديناميكي والقمر الصناعي هينود بتصوير الحدث بالقرب من خط الأرض-الشمس، ورصده المسبار الشمسي المداري من الجانب. تم توفير عمليات رصد راديوية وأشعة فوق بنفسجية إضافية بواسطة التلسكوبات الأرضية ومهمة IRIS.

إن الجمع بين هذه البيانات – وهو نهج يُطلق عليه غالبًا “الفيزياء الفلكية متعددة القنوات” – سمح لنا بتتبع كل من بلازما الأشعة السينية الساخنة والمواد الأكثر برودة في البروز في وقت واحد، وربط النمط المرصود بخريطة المجال المغناطيسي الأساسي للشمس.

ووجد الباحثون أن انقطاع خطوط المجال المغناطيسي وإعادة توصيلها لم يحدث في مكان واحد، بل في مكانين على الأقل في وقت واحد.

• وتحت البنية المغناطيسية الصاعدة، عملت إعادة ربط حقول الدوامة بطريقة مألوفة للتوهجات الشمسية، مما دفع البلازما إلى الأعلى.
• ومع ذلك، تطورت عملية إعادة اتصال ثانية فوق هذا الهيكل، والتي اصطدمت حرفيًا بالجزء العلوي من القذف نفسه.

تشرح عالمة الفيزياء الفلكية كاثرين ريفز من SAO، المؤلفة المشاركة في الورقة البحثية: “إن إعادة الاتصال التصاعدي هذه أضعفت القوى الدافعة للقذف، وبالتالي ساعدت في قمعه”.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن المجالات المغناطيسية المغطاة حبست البروز في نوع من القفص المغناطيسي. أظهر تحليل البيانات أن المجال يضعف مع الارتفاع ببطء شديد بحيث لا يسمح للإطلاق بالهروب. في النهاية، أدى الجمع بين استنفاد حبل السحب من الأسفل ومن الأعلى إلى إيقاف الثوران تمامًا.

تساعد هذه النتائج في تفسير لغز طويل الأمد في علم الفلك: لماذا تتعرض النجوم الأخرى مثل الشمس للكثير من التوهجات، ولكن في كثير من الأحيان تكتشف علامات منبهة للانبعاثات الكتلية الإكليلية النجمية. ويتكهن العلماء بأنه إذا تسببت المجالات المغناطيسية المعقدة في فشل المقذوفات في كثير من الأحيان، فإن بعض الانبعاث الإكليلي النجمي قد لا تغادر المنطقة المجاورة لنجمها أبدًا، وتبقى غير مرئية لتلسكوباتنا.

واختتم جاو كلامه قائلاً: “من خلال دراسة هذا الثوران الفاشل بالتفصيل على شمسنا، نحصل على أدلة حول التوهجات والانفجارات المماثلة في جميع أنحاء المجرة. وهذا بدوره يساعد على فهم الآليات الفيزيائية للانبعاثات الناجحة وظروف الطقس الفضائي حول النجوم والكواكب البعيدة”.