يرقص سطح الشمس. يجبر العلماء على مراقبة هذه الرقصة من بعيد ، ويستخدمون جميع الأدوات المتاحة لهم للبحث عن الأنماط والصلات لاكتشاف أسباب هذه الانفجارات العظيمة. يمكن أن يساعد رسم خرائط هذه الأنماط العلماء على التنبؤ بظهور طقس الفضاء الذي ينفجر نحو الأرض من الشمس ، ويتداخل مع الاتصالات وإشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
أظهر تحليل 191 توهجًا شمسيًا منذ مايو 2010 من قبل مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية (SDO) التابع لوكالة ناسا مؤخرًا قطعة جديدة في النمط: حوالي 15 بالمائة من التوهجات لها "توهج في المرحلة المتأخرة" بعد بضع دقائق إلى ساعات لم يسبق لها مثيل لوحظ بالكامل. تضخ هذه المرحلة المتأخرة من التوهج طاقة في الفضاء أكثر بكثير مما تم إدراكه سابقًا.
يقول فيل تشامبرلين ، نائب عالم مشروع SDO في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في غرينبيلت ، ماريلاند: "بدأنا نشهد جميع أنواع الأشياء الجديدة. نرى زيادة كبيرة في الانبعاثات بعد نصف ساعة إلى عدة ساعات. ، وهو أكبر في بعض الأحيان من المراحل الأصلية التقليدية للتوهج. في حالة واحدة بتاريخ 3 تشرين الثاني (نوفمبر) 2010 ، فإن قياس تأثيرات التوهج الرئيسي فقط يعني التقليل من كمية إطلاق النار في الغلاف الجوي للأرض بنسبة 70 بالمائة ".
يعتمد نظام طقس الفضاء بأكمله ، من سطح الشمس إلى الحواف الخارجية للنظام الشمسي ، على كيفية انتقال الطاقة من حدث إلى آخر - إعادة التوصيل المغناطيسي بالقرب من الشمس إلى نقل الطاقة عبر الفضاء إلى الطاقة المودعة في الغلاف الجوي للأرض ، فمثلا. إن الفهم الأفضل لهذا التوهج في المرحلة المتأخرة سيساعد العلماء على تحديد مقدار الطاقة التي يتم إنتاجها عند اندلاع الشمس.
وجد الفريق أدلة على هذه المراحل المتأخرة عندما بدأ SDO في جمع البيانات لأول مرة في مايو من عام 2010 وقررت الشمس تقديم عرض. في ذلك الأسبوع الأول ، في خضم وقت هادئ إلى حد ما للشمس ، ظهرت حوالي تسعة مشاعل بأحجام مختلفة. تنقسم أحجام التوهج إلى فئات ، تسمى A و B و C و M و X ، والتي تم تحديدها منذ فترة طويلة من خلال كثافة الأشعة السينية المنبعثة في ذروة التوهج كما تم قياسه بواسطة نظام الأقمار الصناعية GOES (السواتل البيئية التشغيلية الثابتة). GOES هي شبكة تديرها NOAA من الأقمار الصناعية الموجودة في مدار متزامن مع الأرض بالقرب من الأرض منذ عام 1976. يقيس أحد الأقمار الصناعية GOES انبعاثات الأشعة السينية فقط وهو مصدر حيوي للمعلومات حول طقس الفضاء الذي ترسله الشمس في طريقنا.
في مايو 2010 ، لاحظ SDO تلك المشاعل برؤيتها متعددة الطول الموجي. سجلت البيانات التي تشير إلى أن بعض الأطوال الموجية للضوء لم تكن متزامنة مع الأشعة السينية ، ولكنها بلغت ذروتها في أوقات أخرى.
يقول توم وودز ، عالِم الفضاء بجامعة كولورادو ، بولدر ، كولو ، وهو أول مؤلف على ورقة حول هذا الموضوع: "كان معيارنا للمشاعل لعقود من الزمان هو مراقبة الأشعة السينية ومعرفة أوقات الذروة". يتم نشره على الإنترنت في 7 سبتمبر في مجلة Astrophysical Journal. "هذا هو تعريفنا عندما ينطلق الشعلة. لكننا رأينا قمم لا تتوافق مع الأشعة السينية ". يقول وودز في البداية أنهم كانوا قلقين من أن البيانات كانت شاذة أو خلل في الأدوات. ولكن عندما أكدوا البيانات بأدوات أخرى وشاهدوا تكرار الأنماط على مدار عدة شهور ، بدأوا يثقون بما يشاهدونه. "ثم شعرنا بالإثارة ،" يقول.
على مدار عام ، استخدم الفريق أداة EVE (للتجربة المتغيرة للأشعة فوق البنفسجية) على SDO لتسجيل البيانات من العديد من المشاعل. EVE لا يلتقط الصور التقليدية. وودز هو الباحث الرئيسي لأداة EVE ويوضح أنه يجمع كل الضوء من الشمس في وقت واحد ثم يفصل بدقة كل طول موجي للضوء ويقيس شدته. هذا لا ينتج صورًا جميلة كما تفعل الآلات الأخرى على SDO ، لكنه يوفر رسومًا بيانية توضح كيف يصبح كل طول موجي للضوء أقوى ، ويبلغ ، ويتناقص بمرور الوقت. تجمع EVE هذه البيانات كل 10 ثوانٍ ، وهو معدل مضمون لتقديم معلومات جديدة تمامًا حول كيفية تغير الشمس ، نظرًا لأن الأدوات السابقة كانت تقيس هذه المعلومات فقط كل ساعة ونصف أو لم تنظر إلى جميع الأطوال الموجية في وقت واحد - ليست معلومات كافية تقريبًا للحصول على صورة كاملة عن التدفئة والتبريد للشعلة.
[/شرح]
عند تسجيل الضوء فوق البنفسجي الشديد ، أظهرت أطياف EVE أربع مراحل في متوسط عمر التوهج. وقد لوحظت الثلاثة الأولى وهي راسخة. (على الرغم من أن EVE كان قادرًا على قياسها وتحديدها كميا على مدى واسع من الأطوال الموجية للضوء بشكل أفضل مما تم القيام به على الإطلاق.) المرحلة الأولى هي المرحلة النبضية للأشعة السينية الصعبة ، حيث تمطر الجسيمات النشطة للغاية في الغلاف الجوي للشمس باتجاه سطح الشمس بعد حدوث انفجار في الغلاف الجوي يعرف باسم إعادة التوصيل المغناطيسي. يسقطون بحرية لبضع ثوان إلى دقائق حتى يصلوا إلى الغلاف الجوي السفلي الأكثر كثافة ، ثم تبدأ المرحلة الثانية ، المرحلة التدريجية. على مدار دقائق إلى ساعات ، يتم تسخين المادة الشمسية ، التي تسمى البلازما ، وتنفجر مرة أخرى ، وتتبع طريقها على طول الحلقات المغناطيسية العملاقة ، وتملأ الحلقات بالبلازما. ترسل هذه العملية الكثير من الضوء والإشعاع بحيث يمكن مقارنتها بملايين القنابل الهيدروجينية.
تتميز المرحلة الثالثة بجو الشمس - السطوع الإكليلي الذي يفقد ، ويعرف أيضًا باسم مرحلة التعتيم الإكليلي. غالبًا ما يرتبط هذا بما يُعرف باسم طرد الكتلة الإكليلية ، حيث تنفجر سحابة كبيرة من البلازما عن سطح الشمس.
لكن المرحلة الرابعة ، وهي المرحلة المتأخرة ، التي رصدها EVE كانت جديدة. في أي مكان من ساعة إلى خمس ساعات بعد ذلك لعدة مشاعل ، رأوا ذروة ثانية لمادة تاجية دافئة لا تتوافق مع انفجار أشعة سينية آخر.
"رصدت العديد من الملاحظات ذروة الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة بعد ثوان إلى دقائق فقط من المرحلة الرئيسية من التوهج ، ويعتبر هذا السلوك جزءًا طبيعيًا من عملية التوهج. لكن هذه المرحلة المتأخرة مختلفة "، كما يقول تشامبرلين من جودارد ، وهو أيضًا مؤلف مشارك في الصحيفة. "تحدث هذه الانبعاثات في وقت لاحق إلى حد كبير. ويحدث ذلك بعد أن أظهر الشعلة الرئيسية تلك الذروة الأولية ".
لمحاولة فهم ما كان يحدث ، نظر الفريق إلى الصور التي تم جمعها من جمعية التصوير المتقدم (AIA) التابعة لـ SDO أيضًا. يمكن أن يروا اندلاع المرحلة الرئيسية من التوهج في الصور ولاحظوا أيضًا مجموعة ثانية من الحلقات التاجية أعلى بكثير من موقع التوهج الأصلي. كانت هذه الحلقات الإضافية أطول وأصبحت أكثر سطوعًا في وقت لاحق عن المجموعة الأصلية (أو حلقات ما بعد التوهج التي ظهرت بعد دقائق فقط من ذلك). كما تم فصل هذه الحلقات ماديًا عن تلك السابقة.
يقول وودز: "عادةً ما تكون الكثافة التي نسجلها في تلك المشاعل المتأخرة باهتة أكثر من كثافة الأشعة السينية". "لكن المرحلة المتأخرة تستمر لفترة أطول ، وأحيانًا لعدة ساعات ، لذا فهي تطلق نفس الطاقة الكلية مثل الشعلة الرئيسية التي تستمر عادةً لبضع دقائق فقط." نظرًا لأن هذا المصدر الإضافي للطاقة غير المحقق سابقًا من التوهج مهم بنفس القدر للتأثير على الغلاف الجوي للأرض ، يدرس وودز وزملاؤه الآن كيف يمكن للتأثيرات المتوهجة في المرحلة المتأخرة التأثير على الطقس الفضائي.
إن تأجيج المرحلة المتأخرة ، بالطبع ، مجرد قطعة واحدة من اللغز ونحن نحاول فهم النجم الذي نعيش معه. لكن تتبع الطاقة ، وقياس جميع أطوال موجات الضوء المختلفة ، باستخدام جميع الأدوات التي تحت تصرفها وكالة ناسا ، تساعدنا هذه المعلومات في رسم جميع خطوات رقصة الشمس العظيمة.
