ناسا تكتشف "قوة غامضة" تشكّل الرياح الشمسية

تمكن فريق دولي من العلماء بقيادة معهد ساوث ويست للأبحاث في الولايات المتحدة من رصد مباشر لما تسمى "أيونات الالتقاط" في الرياح الشمسية، وهي ذرات من أصل قادم من الوسط بين النجمي، والتي تصبح نشطة في الرياح الشمسية، مما يسمح باكتشافها وقياس توزيعها.

وقد تم رصد تلك الأيونات الالتقاطية باستخدام بيانات من مهمة رصد الأيونات الالتقاطية، التي أُطلقت عام 2015 وتضم أربع مركبات فضائية تدور في تشكيل هرمي دقيق حول الأرض لالتقاط تفاصيل التغيرات في المجال المغناطيسي والبلازما عند الحدود بين الغلاف المغناطيسي والرياح الشمسية.

وكان الرصد قد كشف عن سلوك مفاجئ لأيونات الالتقاط، إذ توصل العلماء إلى دليل يؤكد أن أيونات الالتقاط تنجرف عبر الرياح الشمسية بالقرب من الأرض.

وإذا صح هذا الاكتشاف، فقد يجبر ذلك العلماء على مراجعة نماذج الطقس الفضائي، الذي يعنى بدراسة العلاقة بين الأرض والشمس، وتأثير الأخيرة على غلافنا الجوي.

أيونات مختلفة

تنشأ أيونات الالتقاط في الغلاف الشمسي عندما تتأين الجسيمات المحايدة الموجودة فيه إما عن طريق الأشعة فوق البنفسجية الشمسية، وإما عن تبادل الشحنة مع بروتونات الرياح الموجودة في الغلاف الشمسي.

وبعد هذا التأين تنجذب هذه الأيونات مع الرياح الشمسية، وتدور حول المجال المغناطيسي المحلي مكونةً تجمعًا بلازميا مميزا بخصائص مختلفة عن بلازما الرياح الشمسية الاعتيادية.

وبحسب الدراسة التي نشرتها مؤخرا دورية "جورنال أوف فيزيكس ريسرش"، فإن هذه الجسيمات، التي كانت تُعدّ في السابق عوامل ثانوية، تبدو الآن قادرة على توليد موجات تؤثر على تسخين الرياح الشمسية وتطورها، حيث إنها تتفاعل مع البلازما، مما يجعلها تسهم في تسخين الرياح الشمسية وتسريع الموازنة الحرارية فيها، وبالتالي سينعكس ذلك مباشرة على طقس الفضاء.

ويقول الدكتور مايكل ستاركي من معهد ساوث ويست للأبحاث وقائد الفريق البحثي، في تصريح حصلت الجزيرة نت على نسخة منه، "تشير نتائج دراستنا إلى أن تلك الأيونات قادرة بالفعل على توليد موجات في الرياح الشمسية بالقرب من الأرض، مما يحفز الحاجة إلى إجراء المزيد من الدراسات الإحصائية لهذه العمليات".

ويضيف "قد تلعب أيونات الالتقاط دورا أكبر في تسخين الرياح الشمسية بالقرب من الأرض وزيادة درجة حرارتها مما كان يعتقد سابقا، الأمر الذي سيكون له آثار كبيرة على نماذج الرياح الشمسية في جميع أنحاء الغلاف الشمسي".

ماذا يحدث قرب الأرض؟

من خلال نمذجة مكونات أيونات الالتقاط وتحليلها، توصل الباحثون إلى أن أيونات الالتقاط في الرياح الشمسية لها تأثيرات على الأرض والنظام الشمسي.

بحسب البيان الرسمي الصادر عن معهد ساوث ويست للأبحاث، فقد قام الفريق البحثي بنمذجة مكونات الأيونات الفردية، وحدد الباحثون المجموعات التي قد تكون مسؤولة عن نشاط الموجات المرصودة.

وبنمذجة كل مكون على حدة من خلال دراسة خصائص كل مكون بشكل فردي، وجدوا أن بعض الموجات المرصودة في الرياح الشمسية تتكوّن غالبًا من أيونات ناتجة عن مركبات الهيليوم والهيدروجين البلورية.

لكن رغم هذا التقدم، لم يتمكن الفريق من تحديد نوع الأيونات المسؤولة بدقة بسبب محدودية الأجهزة الحالية، مما دفعهم للمطالبة بتطوير أدوات أكثر حساسية وتوسيع نطاق التحليل الطيفي الكتلي حتى يمكن تمييز الأنواع المختلفة من الأيونات داخل الرياح الشمسية بدقة كبرى.

هذه التحسينات قد تساعد على كشف كيفية تفاعل الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس مع المجال المغناطيسي للأرض والغلاف الشمسي المحيط بها.