الشمس: لماذا يكون غلافها الجوي أكثر دفئا بكثير من سطحها؟
تبلغ درجة الحرارة على سطح الشمس حوالي 6000 درجة مئوية، بينما تصل درجة حرارة غلافها الجوي إلى مليون درجة! نحن نميل إلى التخيل، كما هو الحال على الأرض، أننا نفقد الحرارة عندما نرتفع إلى الغلاف الجوي. كيف نفسر هذه المفارقة؟
يدرس العديد من العلماء هذا السؤال. إذا لم تتضح الإجابة بعد، فهناك عدة فرضيات حول أصل الطاقة التي تسخن الغلاف الجوي للشمس، وقد يكون لذلك علاقة بالمجال المغناطيسي لنجمنا. [مقال من المحادثة بقلم هانا شونكر، محاضرة الفيزياء بجامعة نيوكاسل وديفيد بونتين أستاذ مشارك في الفيزياء بجامعة نيوكاسل].
درجة حرارة الشمس
وتنشأ الحرارة في مركز الشمس، في قلبها، حيث تصل درجة الحرارة إلى 27 مليون درجة مئوية. وكما هو الحال عندما تبتعد عن نار المخيم، تنخفض درجة الحرارة كلما ابتعدت عن القلب.
تبلغ درجة حرارة سطح الشمس حوالي 6000 درجة مئوية، مما يعني أنها أبرد بكثير من قلب الشمس. بالإضافة إلى ذلك، يستمر التبريد لمسافة قصيرة فوق السطح.
لكن في الأعلى، في الغلاف الجوي، ترتفع درجة الحرارة فجأة إلى أكثر من مليون درجة! لذلك لا بد أن يكون هناك شيء يسخن الغلاف الجوي للشمس. ولكن من الصعب معرفة ما هو عليه.
المجال المغناطيسي للشمس
الفرضية الأكثر شيوعًا بين الخبراء هي أن المجال المغناطيسي لنجمنا يجلب الطاقة من باطن الشمس إلى أعلى عبر سطحها وإلى غلافها الجوي.
كما هو الحال مع الأرض، تتمتع الشمس بمجال مغناطيسي. دعونا نتخيل المجال المغناطيسي كخطوط غير مرئية تربط بين القطبين الشمالي والجنوبي لنجم أو كوكب.
لا يمكننا رؤية المجالات المغناطيسية، لكننا نعرف أنها موجودة لأن لدينا أجسامًا تتفاعل معها. على سبيل المثال، ستشير إبرة البوصلة الموجودة على الأرض دائمًا نحو القطب الشمالي لأنها تتماشى مع المجال المغناطيسي للأرض.
هنا يمكنك أن ترى كيف يمتد المجال المغناطيسي للأرض إلى الفضاء ويعود إلى الوراء. الطرف الأحمر هو القطب المغناطيسي الشمالي والطرف الأبيض هو القطب الجنوبي. صراع الأسهم
للشمس قطب شمالي وقطب جنوبي، لكن مجالها المغناطيسي يتصرف بشكل مختلف عن مجال الأرض ويبدو أكثر فوضوية. على سطح الشمس، تبدو خطوط المجال المغناطيسي على شكل حلقات عديدة ترتفع من السطح إلى الغلاف الجوي، وهذه الحلقات تتغير باستمرار.
إذا تلامست الحلقات، فإنها يمكن أن تسبب انفجارات مفاجئة لكميات هائلة من الطاقة التي تؤدي إلى تسخين الغلاف الجوي. ونعلم أيضًا أن الموجات تنتقل عبر خطوط المجال المغناطيسي وتوفر الطاقة. هل يمكن أن يكونوا مسؤولين عن ارتفاع درجة حرارة الجو؟
هل هو مزيج من الأمواج والانفجارات أم شيء آخر تمامًا؟ إن القدرة على قياس المجال المغناطيسي للشمس من شأنه أن يساعدنا حقًا على فهم ما يحدث.
هذا ما قد تبدو عليه خطوط المجال المغناطيسي للشمس إذا تمكنا من رؤيتها وهي تشرق من سطحها. ناسا
قياس المجال المغناطيسي
المجالات المغناطيسية غير مرئية، ولكن يمكننا قياسها لأنها تعدل قليلاً من الضوء القادم من الشمس. سطحه لامع جدًا، لذلك من السهل رؤية التغيرات في الضوء الصادر منه وقياس المجال المغناطيسي هناك.
لكن الغلاف الجوي للشمس حار جدًا لدرجة أن الضوء لم يعد مرئيًا. وبدلا من ذلك، تنتج الأشعة السينية، وهو نوع من الضوء لا نستطيع رؤيته. حتى لو استخدمنا تلسكوبات خاصة للأشعة السينية، فإن الأشعة السينية القادمة من الغلاف الجوي للشمس تكون ضعيفة جدًا بحيث لا يمكننا تحديد شكل المجال المغناطيسي في الغلاف الجوي.
والخبر السار هو أن المسبار، باركر سولار بروب التابع لناسا، يدور حاليًا بالقرب من الشمس (ولكن ليس قريبًا جدًا) ويعبر المجال المغناطيسي لقياسه. يجب أن نتلقى الكثير من المعلومات المثيرة خلال السنوات القادمة.
ستسمح لنا قياسات المجال المغناطيسي هذه بفهم أفضل لما يجعل الغلاف الجوي للشمس والنجوم الأخرى أكثر سخونة من أسطحها.
يبلغ حجم مسبار باركر الشمسي التابع لناسا حجم السيارة تقريبًا. ناسا
المصدر : مواقع ألكترونية