تمثل مستويات سخونة الطبقة الخارجية للغلاف الجوي الشمسي الأعلى بآلاف المرات من سطح نجمنا، واحدة من أكثر الألغاز إثارة للاهتمام في النظام الشمسي.
وتوصل علماء في مختبر فيزياء البلازما بجامعة برينستون إلى اكتشاف مهم يتعلق بالحرارة الشديدة للهالة الشمسية، حيث حددوا موجات البلازما المنعكسة كسبب محتمل.
ويوفر هذا الاكتشاف، الذي يتضمن أساليب تجريبية ومحاكاة، نظرة ثاقبة حاسمة في اللغز القديم حول سبب ارتفاع حرارة الهالة الشمسية بشكل كبير عن سطح الشمس.
وبينما يحترق سطح الشمس بدرجة حرارة شديدة تبلغ نحو 5500 درجة مئوية (10 آلاف درجة فهرنهايت)، تصل درجة حرارة الغلاف الجوي الخارجي، المعروف باسم الهالة الشمسية (الإكليل)، إلى 1 مليون إلى 2 مليون درجة مئوية (1.8 مليون إلى 3.6 مليون درجة فهرنهايت). وهذا أكثر سخونة من السطح بنحو 200 مرة.
وقد حير هذا الارتفاع الكبير في درجة الحرارة بعيدا عن سطح الشمس العلماء منذ عام 1939 عندما تم توثيق درجة حرارة الهالة المرتفعة لأول مرة.
وعلى مدى عقود من الزمان، سعى العلماء إلى الكشف عن الآلية وراء هذا التسخين غير المتوقع، لكن اللغز ظل دون حل.
ومع ذلك، حقق فريق بقيادة ساياك بوس، الباحث في مختبر فيزياء البلازما في برينستون التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، تقدما كبيرا مؤخرا. وتشير النتائج إلى أن موجات البلازما المنعكسة مسؤولة على الأرجح عن تسخين الثقوب الإكليلية، وهي مناطق منخفضة الكثافة في الهالة الشمسية ذات خطوط المجال المغناطيسي المفتوحة التي تمتد إلى الفضاء بين الكواكب. ويمثل هذا الاكتشاف تقدما كبيرا في كشف أحد أكثر الألغاز ديمومة حول أقرب نجم لنا.
وقال بوس، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية التي أورد النتائج في مجلة The Astrophysical Journal: "كان العلماء يعرفون أن الثقوب الإكليلية لها درجات حرارة عالية، لكن الآلية الأساسية المسؤولة عن التسخين ليست مفهومة جيدا. وتكشف نتائجنا أن انعكاس موجة البلازما يمكن أن يقوم بالمهمة. وهذه هي أول تجربة معملية تثبت أن موجات ألففين (عبارة عن بلازما منخفضة التردد تنقل الأيونات والحقل المغناطيسي بشكل متذبذب) تنعكس في ظل ظروف ذات صلة بالثقوب الإكليلية".
وتابع قال جيسون تينبارج، وهو باحث زائر في مختبر فيزياء البلازما بجامعة برينستون: "لقد افترض علماء الفيزياء منذ فترة طويلة أن انعكاس موجة ألففين يمكن أن يساعد في تفسير تسخين الثقوب الإكليلية، ولكن كان من المستحيل التحقق من ذلك في المختبر أو قياسه بشكل مباشر. ويوفر هذا العمل أول إثبات تجريبي على أن انعكاس موجة ألففين ليس ممكنا فحسب، بل وأيضا أن كمية الطاقة المنعكسة كافية لتسخين الثقوب الإكليلية".
وإلى جانب إجراء التجارب المعملية، أجرى الفريق محاكاة حاسوبية للتجارب التي أكدت انعكاس موجات ألففين في ظل ظروف مماثلة للثقوب الإكليلية.
