صورة SOHO للشمس تظهر المجالات المغناطيسية (الخطوط الصفراء) والرياح الشمسية (الأسهم الحمراء). حقوق الصورة: NASA / ESA. اضغط للتكبير.
يمكن استخدام طبقة عميقة في الغلاف الجوي الشمسي لتقدير سرعة الرياح الشمسية ، وهو تيار من الغازات الكهربائية التي تهب باستمرار من الشمس. سيعمل تقدير سرعة الرياح الشمسية على تحسين توقعات الطقس الفضائي ، مما سيساعد على استكشاف الإنسان للكواكب.
تتدفق الرياح الشمسية من الغلاف الجوي الخارجي الخارجي الرقيق والحار للشمس ، "الهالة". فوجئ الباحثون باكتشاف أن هيكل الغلاف الجوي الأكثر برودة وكثافة للشمس ، والذي يسمى الغلاف الصبغي ، يمكن استخدامه لتقدير سرعة الرياح الشمسية.
كان هذا غير متوقع لأن الرياح الشمسية هي ظاهرة الهالة ، والكروموسفير عميق جدًا - إنها الطبقة فوق سطح الشمس المرئي. قال الدكتور سكوت ماكينتوش من معهد ساوثويست للأبحاث ، بولدر ، كولو ، المؤلف الرئيسي لبحث حول هذا البحث نُشر في 10 مايو في مجلة Astrophysical Journal: "الأمر أشبه باكتشاف أن مصدر نهر النيل هو 500 ميل أخرى من الداخل".
يعد العمل الجديد بزيادة دقة التنبؤات الإشعاعية الفضائية. تطلق الشمس من حين لآخر انفجارات من الغازات المكهربة ، تسمّى مليارات الأطنان ، تسمى الكتل الإكليلية (CMEs) ، في الفضاء بملايين الأميال (كيلومترات) في الساعة. إذا كان CME السريع يحرث من خلال الرياح الشمسية البطيئة ، فإن الصدمة تتراكم أمام CME التي تسرع جزيئات الرياح الشمسية المشحونة كهربائيًا. يمكن لهذه الجسيمات السريعة أن تعطل الأقمار الصناعية وتكون خطرة على رواد الفضاء غير المحميين.
"كما أن معرفة المزيد من التفاصيل حول الغلاف الجوي يساعد على التنبؤ بقوة الأعاصير ، فإن معرفة سرعة الرياح الشمسية تساعد في تحديد شدة العواصف الإشعاعية الفضائية من CMEs" ، قال المؤلف المشارك الدكتور روبرت ليمون من L-3 الخدمات الحكومية في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، جرينبيلت ، ماريلاند.
مثل الرياح على الأرض ، تكون الرياح الشمسية عاصفة ، تتراوح سرعتها من حوالي 750،000 ميل في الساعة (حوالي 350 كم / ثانية) إلى 1.5 مليون ميل في الساعة (700 كم / ثانية).
نظرًا لأن الرياح الشمسية تتكون من جسيمات مشحونة كهربائيًا ، فإنها تستجيب للمجالات المغناطيسية التي تتخلل الغلاف الجوي الشمسي. تتدفق جزيئات الرياح الشمسية على طول خطوط غير مرئية من القوة المغناطيسية مثل السيارات على الطريق السريع. عندما تنحني خطوط المجال المغناطيسي مباشرة إلى الفضاء ، كما تفعل في مناطق "الثقب الإكليلي" ، تعمل الرياح الشمسية مثل السيارات على شريط السحب ، وتتسابق بسرعة عالية. عندما تنحني خطوط المجال المغناطيسي بشكل حاد إلى السطح الشمسي ، مثل نمط برادة الحديد حول مغناطيس بار ، تعمل الرياح الشمسية مثل السيارات في حركة المرور في المدينة وتظهر ببطء نسبيًا. لقد عرف العلماء ذلك لأكثر من ثلاثين عامًا واستخدموه لإعطاء تقدير أولي لسرعة الرياح الشمسية - إما سريعًا أو بطيئًا.
في العمل الجديد ، ربط الفريق سرعة الرياح الشمسية لأنها تهب عبر الأرض لتغيرات أعمق في الغلاف الجوي الشمسي مما تم اكتشافه سابقًا (أو حتى متوقع). من خلال قياس الوقت الذي تستغرقه الموجة الصوتية للتنقل بين ارتفاعين في الغلاف الصبغي ، تمكنوا من تحديد أن الغلاف الصفيحي "ممدود بشكل فعال" أسفل الثقوب الإكليلية بحقولهم المغناطيسية المفتوحة ، ولكن يتم ضغطه أسفل المناطق المغلقة مغناطيسيًا.
استخدم الفريق الملاحظة لاشتقاق مدى مستمر من سرعات الرياح الشمسية من هيكل الغلاف الجوي. كلما كانت طبقة الكروموسفير أوسع ، كلما سمح لها بالتوسع عن طريق المجالات المغناطيسية المفتوحة وكلما زادت سرعة هبوب الرياح الشمسية. هذه الطريقة الجديدة أكثر دقة من التقدير القديم "السريع أو البطيء".
تم استخدام مركبة الفضاء في المنطقة الانتقالية و Coronal Explorer (TRACE) التابعة لوكالة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) لقياس سرعة الموجات الصوتية في الغلاف الجوي ، واستخدمت المركبة الفضائية المتقدمة التكوين (ACE) التابعة لوكالة ناسا لأخذ قياسات سرعة الرياح الشمسية أثناء انفجارها بواسطة الأرض. أعطت مقارنة البيانات من المركبتين الفضائيتين الاتصال.
"قبل هذا الاكتشاف ، كان بإمكاننا فقط تحديد سرعة الرياح الشمسية من المركبات الفضائية التي كانت متقاربة تقريبًا بين الأرض والشمس ، مثل ACE و WIND ومرصد الشمس والغلاف الشمسي. تم وضع أسطول المركبات الفضائية هذا على طول خط الأرض-الشمس لأننا بحاجة إلى معرفة الطقس الفضائي القادم في طريقنا. ومع ذلك ، مقارنة بحجم نظامنا الشمسي ، فإن هذا نطاق ضيق للغاية ؛ إنه يشبه النظر من خلال قش الصودا. مع هذا الاكتشاف ، يمكننا استخدام TRACE لبناء صور يمكنها التنبؤ بسرعة الرياح الشمسية في جميع أنحاء نصف النظام الشمسي "، قال الدكتور جو جورمان ، باحث الطاقة الشمسية في وكالة ناسا جودارد.
المصدر الأصلي: بيان صحفي SWRI
