الحلقات الإكليلية ، الهياكل الأنيقة والمشرقة التي تخترق السطح الشمسي وفي الغلاف الجوي الشمسي ، هي مفتاح لفهم سبب سخونة الهالة. نعم ، إنها الشمس ، ونعم ، الجو حار ، لكن غلافها الجوي جدا الحار. إن اللغز الذي يفسر سبب كون الهالة الشمسية أكثر سخونة من الغلاف الضوئي للشمس هو الذي أبقى علماء الفيزياء الشمسية مشغولين منذ منتصف القرن العشرين ، ولكن بمساعدة المراصد الحديثة والنماذج النظرية المتقدمة ، لدينا الآن فكرة جيدة جدًا عن سبب ذلك. فهل تم حل المشكلة؟ ليس تماما…
فلماذا يهتم علماء الفيزياء الشمسية بالكورونا الشمسية على أي حال؟ للإجابة على هذا ، سأستخلص مقتطفًا من مقالتي الأولى في مجلة الفضاء:
…تخبرنا قياسات الجسيمات الإكليلية أن الغلاف الجوي للشمس أكثر سخونة من سطح الشمس. يوحي التفكير التقليدي بأن هذا خطأ. سيتم انتهاك جميع أنواع القوانين الفيزيائية. الهواء حول المصباح الكهربائي ليس أكثر سخونة من المصباح نفسه ، وستنخفض الحرارة من الجسم كلما أبعدت درجة الحرارة (واضح حقًا). إذا كنت تشعر بالبرد ، فأنت لا تبتعد عن النار ، فأنت تقترب منه! - من "Hinode Discovers Sun’s Hidden Sparkle" ، مجلة الفضاء ، 21 ديسمبر 2007
هذا ليس مجرد فضول أكاديمي. ينشأ طقس الفضاء من الاكليل الشمسي السفلي ؛ إن فهم الآليات الكامنة وراء التسخين الإكليلي له آثار واسعة النطاق للتنبؤ بتوهجات الطاقة الشمسية (والمدمرة) والتنبؤ بالظروف بين الكواكب.
لذا ، فإن مشكلة التسخين الإكليلي هي قضية مثيرة للاهتمام والفيزيائيون الشمسيون ساخنون على الجواب عن سبب سخونة الهالة. الحلقات التاجية المغناطيسية هي جوهر هذه الظاهرة. هم في قاعدة الغلاف الجوي الشمسي ويختبرون تسخينًا سريعًا بتدرج في درجة الحرارة من عشرات الآلاف من الكلفن (في الكروموسفير) إلى عشرات الملايين من الكلفن (في الاكليل) على مسافة قصيرة جدًا. يعمل تدرج درجة الحرارة عبر منطقة انتقالية رقيقة (TR) ، والتي تختلف في سمكها ، ولكن يمكن أن يكون سمكها بضع مئات من الكيلومترات في الأماكن.
قد يكون من السهل رؤية هذه الحلقات المشرقة من البلازما الشمسية الساخنة ، ولكن هناك العديد من التناقضات بين مراقبة الإكليل والنظرية التاجية. أثبتت الآلية (الآليات) المسؤولة عن تسخين الحلقات أنه من الصعب تحديدها ، خاصة عند محاولة فهم ديناميكيات "حلقات الحرارة المتوسطة" (المعروفة أيضًا باسم "حلقات دافئة") مع البلازما المسخنة إلى حوالي مليون كلفن. نحن نقترب من حل هذا اللغز الذي سيساعد على التنبؤ بطقس الفضاء من الشمس إلى الأرض ، لكننا بحاجة إلى معرفة سبب عدم تطابق النظرية مع ما نراه.
انقسم علماء الفيزياء الشمسية حول هذا الموضوع لبعض الوقت. هل يتم تسخين البلازما ذات الحلقة الإكليلية من خلال أحداث إعادة التوصيل المغناطيسي المتقطعة طوال طول الحلقة التاجية؟ أو هل يتم تسخينها بواسطة تدفئة ثابتة أخرى منخفضة جدًا في الهالة؟ أم أنها جزء من كليهما؟
لقد أمضيت بالفعل أربع سنوات أتعامل مع هذه المشكلة أثناء العمل مع Solar Group في جامعة ويلز ، أبيريستويث ، لكنني كنت على جانب "التسخين الثابت". هناك العديد من الاحتمالات عند النظر في الآليات الكامنة وراء التسخين التاجي الثابت ، كان مجال دراستي الخاص هو إنتاج موجات ألففين وتفاعلات الجسيمات الموجية (الترويج الذاتي المخزي ... أطروحة بلادي لعام 2006: حلقات التاجية الهادئة التي يسخنها الاضطراب، فقط في حال كان لديك عطلة نهاية أسبوع مملة احتياطية).
يأخذ جيمس كليمشوك من مختبر الفيزياء الشمسية التابع لمركز جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت ، ماريلاند ، رأيًا مختلفًا ويفضل آلية التدفئة النانوية ، ولكنه يدرك تمامًا أن العوامل الأخرى قد تدخل في الاعتبار:
“أصبح من الواضح في السنوات الأخيرة أن التسخين الإكليلي عملية ديناميكية للغاية ، لكن التناقضات بين الملاحظات والنماذج النظرية كانت مصدرًا رئيسيًا لحرقة المعدة. لقد اكتشفنا الآن حلين محتملين لهذه المعضلة: يتم إطلاق الطاقة بشكل اندفاعي مع المزيج الصحيح من تسريع الجسيمات والتسخين المباشر ، أو يتم إطلاق الطاقة تدريجيًا قريبًا جدًا من السطح الشمسي."- جيمس كليمشوك
من المتوقع أن تحافظ النانوفلار على حلقات تاجية دافئة عند مليون كلفن ثابتة إلى حد ما. نحن نعلم أن الحلقات هي درجة الحرارة هذه لأنها تصدر إشعاعًا في الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية المتطرفة ، وقد تم بناء أو إرسال مجموعة من المراصد في الفضاء باستخدام أدوات حساسة لهذا الطول الموجي. الأدوات الفضائية مثل تلسكوب التصوير EUV (EIT ؛ على متن وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية المرصد الشمسي والغلاف الشمسي) ، وكالة ناسا المنطقة الانتقالية ومستكشف الاكليلية (أثر) ، واليابانية العاملة مؤخرا هينود المهمة كلها حققت نجاحاتهم ، ولكن حدثت العديد من الاختراقات في الحلقة الإكليلية بعد إطلاق أثر في عام 1998. من الصعب جدًا مراقبة النانوفلار مباشرة لأنها تحدث على المقاييس المكانية صغيرة جدًا ، ولا يمكن حلها بواسطة الأجهزة الحالية. ومع ذلك ، نحن قريبون ، وهناك سلسلة من الأدلة الإكليلية تشير إلى هذه الأحداث النشطة.
“يمكن للنانوفلار أن تطلق طاقتها بطرق مختلفة ، بما في ذلك تسريع الجسيمات ، ونحن نفهم الآن أن المزيج الصحيح من تسريع الجسيمات والتسخين المباشر هو أحد الطرق لشرح الملاحظات."- كليمشوك.
ببطء ولكن بثبات ، تجتمع النماذج والملاحظة النظرية معًا ، ويبدو أنه بعد 60 عامًا من المحاولة ، اقترب علماء الفيزياء الشمسية من فهم آليات التسخين وراء الهالة. من خلال النظر في كيفية تأثير المركبات النانوية وآليات التسخين الأخرى على بعضها البعض ، فمن المحتمل جدًا أن يكون هناك أكثر من آلية تسخين تاجية واحدة قيد التشغيل ...
جانبا: بدافع الاهتمام ، ستحدث النانوفلار على أي ارتفاع على طول الحلقة الإكليلية. على الرغم من أنه قد يتم استدعاؤهم النانو، بمعايير الأرض ، إنها انفجارات ضخمة. تطلق Nanoflares طاقة 1024-1026 erg (أي 1017-1019 الجول). هذا يعادل ما يقرب من 1600 إلى 160.000 قنبلة ذرية بحجم هيروشيما (مع طاقة متفجرة تبلغ 15 كيلوطن) ، لذلك لا يوجد شيء نانو حول هذه الانفجارات الاكليلية! ولكن بالمقارنة مع مشاعل الأشعة السينية القياسية ، تولد الشمس من وقت لآخر بطاقة إجمالية تبلغ 6 × 1025 الجول (أكثر من 100 مليار قنبلة ذرية) ، يمكنك أن ترى كيف نانومشاعل الحصول على اسمهم ...
المصدر الأصلي: وكالة ناسا
