رسم توضيحي للحمل الحراري في نجمة تشبه الشمس. حقوق الصورة: NASA / CXC / M. Weiss. اضغط للتكبير
يشير مسح مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا للنجوم القريبة الشبيهة بالشمس إلى وجود نيون في الشمس والكون المحلي أكثر بثلاث مرات تقريبًا مما كان يعتقد سابقًا. إذا كان ذلك صحيحًا ، فسيحل هذا مشكلة حرجة في فهم كيفية عمل الشمس.
قال جيريمي دريك ، من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس: "نستخدم الشمس لاختبار مدى فهمنا للنجوم ، وإلى حد ما ، لبقية الكون. ولكن من أجل فهم الشمس ، واضاف "نحن بحاجة لمعرفة بالضبط ما تتكون".
من غير المعروف كم تحتوي النيون على الشمس. هذه معلومات حاسمة لإنشاء نماذج نظرية للشمس. تلعب ذرات النيون ، إلى جانب الكربون والأكسجين والنيتروجين ، دورًا مهمًا في سرعة تدفق الطاقة من التفاعلات النووية في قلب الشمس إلى حافتها ، حيث تشع بعد ذلك إلى الفضاء.
يحدد معدل تدفق الطاقة هذا موقع وحجم المنطقة النجمية الحاسمة التي تسمى منطقة الحمل الحراري. تمتد المنطقة من بالقرب من سطح الشمس نحو 125000 ميل. المنطقة هي المكان الذي يمر فيه الغاز بحركة دائرية وحملية تشبه إلى حد كبير الهواء غير المستقر في العاصفة الرعدية.
وقال دريك: "هذا الغاز المضطرب له وظيفة بالغة الأهمية ، لأن كل الطاقة المنبعثة على سطح الشمس تقريبًا يتم نقلها إلى هناك عن طريق الحمل الحراري".
أدت كمية النيون المقبولة في الشمس إلى مفارقة. يختلف الموقع والحجم المتوقع لمنطقة الحمل الحراري الشمسي مع تلك التي تم استنتاجها من التذبذبات الشمسية. التذبذبات الشمسية هي تقنية اعتمد عليها علماء الفلك سابقًا لاستقصاء باطن الشمس. لاحظ العديد من العلماء أن المشكلة يمكن إصلاحها إذا كانت وفرة النيون في الواقع أكبر بثلاث مرات من المقبولة حاليًا.
لقد أحبطت محاولات قياس الكمية الدقيقة من النيون في الشمس بسبب غرابة الطبيعة. لا تعطي ذرات النيون أي توقيعات في الضوء المرئي. ومع ذلك ، في غاز ساخن إلى ملايين الدرجات ، يشرق النيون بشكل ساطع في الأشعة السينية. تتم تغطية النجوم مثل الشمس بهذا الغاز شديد التسخين الذي تعرض للخيانة من خلال الهالة البيضاء حولها أثناء الكسوف الشمسي. ومع ذلك ، من الصعب جدًا تحليل ملاحظات هالة الشمس.
لاستقصاء محتوى النيون ، لاحظ دريك وزميلته باولا تيستا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج ، ماساتشوستس ، 21 نجمة شبيهة بالشمس على مسافة 400 سنة ضوئية من الأرض. يجب أن تحتوي هذه النجوم المحلية والشمس على نفس كمية النيون تقريبًا عند مقارنتها بالأكسجين.
ومع ذلك ، تم العثور على هذه الأقارب النجمية القريبة تحتوي على ما يقرب من ثلاث مرات نيون أكثر مما يعتقد للشمس. قال تيستا: "إما أن تكون الشمس غريبة في جوارها النجمى ، أو أنها تحتوي على الكثير من النيون أكثر مما نعتقد".
طمأنت نتائج شاندرا هذه علماء الفلك بأن النظرية الفيزيائية التفصيلية الكامنة وراء النموذج الشمسي آمنة. يستخدم العلماء نموذج الشمس كأساس لفهم هيكل وتطور النجوم الأخرى ، بالإضافة إلى العديد من المجالات الأخرى للفيزياء الفلكية.
قال جون باهكال من معهد الدراسات المتقدمة في برينستون ، إن جيه باهكال خبير في المجال الذي لم يشارك في دراسة شاندرا. دريك هو المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في عدد هذا الأسبوع من مجلة Nature.
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألاسكا ، برنامج شاندرا لإدارة مهمة البعثة العلمية. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
