سخونة الرياح الشمسية.. كمبيوتر عملاق يحل لغز طقس الفضاء

لطالما تساءل العلماء عن سبب سخونة الرياح الشمسية، وقد استخدموا الآن كمبيوتر عملاقاً لمعرفة ذلك.

وسيقارن الفريق عمليات المحاكاة بالبيانات "الحقيقية" من مهمة المسبار الشمسي "سولار أوربيتر"، على أمل أن تؤكد تنبؤاتهم وتقدم إجابة قاطعة.

والرياح الشمسية عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة التي تنطلق باستمرار من الشمس إلى النظام الشمسي، وتؤثر هذه المقذوفات بشكل كبير على ظروف نظامنا الشمسي وتضرب الأرض باستمرار.

وإذا كانت الرياح الشمسية قوية بشكل خاص، فقد تسبب مشاكل في الأقمار الصناعية وتؤثر على عمل رواد الفضاء في الفضاء، كما تؤثر على الهواتف المحمولة وشبكات الكهرباء.

• لماذا لا يهتم العالم بالصاروخ الأمريكي "المفقود"؟ خبير يجيب

وللتنبؤ بظواهر طقس الفضاء مثل الرياح الشمسية والاستعداد لها بنجاح، يحاول فريق من علماء جامعة كاليفورنيا الأمريكية حل الألغاز التي يحملها طقس الفضاء، وهذا يشمل كيفية تسخين الرياح الشمسية وتسريعها، وأعلنوا عن نتائج ما توصلوا إليه في العدد الأخير من مجلة "فيزياء البلازما".

وقام الفريق البحثي، بتمويل من مجلس منشآت العلوم والتكنولوجيا (STFC) بقيادة جامعة كاليفورنيا، بتشغيل وتحليل عمليات محاكاة للرياح الشمسية على كمبيوتر عملاق قوي، وتم إجراء عمليات المحاكاة باستخدام الحوسبة المتقدمة (DiRAC) والحوسبة عالية الأداء (HPC).

وعندما تضرب الرياح الشمسية الأرض، تكون أكثر سخونة بنحو 10 مرات مما كان متوقعاً، حيث تتراوح درجة الحرارة بين 100 ألف و200 ألف درجة مئوية، بينما تكون درجة حرارة الغلاف الجوي الخارجي للشمس، حيث تنشأ الرياح الشمسية، حوالي مليون درجة مئوية.

وباستخدام المحاكاة، استنتج الفريق البحثي أن الرياح الشمسية تبقى ساخنة لفترة أطول بسبب إعادة الاتصال المغناطيسي على نطاق صغير يتشكل في اضطراب الرياح الشمسية.

وتحدث هذه الظاهرة عندما ينكسر خطان متعاكسان من المجال المغناطيسي ويعاودان الاتصال ببعضهما البعض، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة، وهذه هي نفس العملية التي تؤدي إلى اندلاع مشاعل كبيرة من الغلاف الجوي الخارجي للشمس.

ويقول المؤلف الرئيسي جيفرسون أغوديلو من جامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس في تقرير نشره الجمعة الموقع الإلكتروني للجامعة: "تحدث إعادة الاتصال المغناطيسي بشكل تلقائي تقريباً وطوال الوقت في الرياح الشمسية المضطربة، ويحدث هذا النوع من إعادة الاتصال عادةً عبر منطقة تبلغ عدة مئات من الكيلومترات، وهي صغيرة جداً مقارنة بالأبعاد الشاسعة للفضاء، وباستخدام قوة أجهزة الكمبيوتر العملاقة تمكنا من التعامل مع هذه المشكلة بشكل لم يسبق له مثيل".

ويضيف: "أحداث إعادة الاتصال المغناطيسي التي نلاحظها في المحاكاة معقدة للغاية وغير متماثلة، ونحن نواصل تحليلنا لهذه الأحداث".

ولتأكيد تنبؤاتهم، سيقارن الفريق بياناتهم مع تلك التي تم جمعها بواسطة أحدث مهمة رائدة لوكالة الفضاء الأوروبية، وهي المسبار الشمسي "سولار أوربيتر"، حيث تم تصميمه للعثور على أصول وأسباب الرياح الشمسية ودراسة طريقة عمل شمسنا.

ويوضح أغوديلو: "هذا وقت مثير بشكل لا يصدق للجمع بين محاكاة البلازما الضخمة مع أحدث ملاحظات المسبار (سولار أوربيتر)، حيث يمكن أن يؤدي فهمنا لإعادة الاتصال والاضطراب إلى قفزة كبيرة إلى الأمام من خلال الجمع بين عمليات المحاكاة لدينا مع البيانات الجديدة للمسبار".

وإحدى الأدوات الموجودة على متن المركبة الفضائية هي أداة "التحقيق الطيفي للفضاء للبيئة الإكليلية"، حيث ستساعد الأداة في حل أحد أسرار الشمس، ومعرفة من أين تأتي الرياح الشمسية وكيف تهرب من الشمس.

aXA6IDE4LjIyNS4xOTUuNCA=

جزيرة ام اند امز