اكتشاف سر من أسرار الشمس : ما الذي يسخن و يسرع الرياح الشمسية ؟؟؟

باستعمال بيانات من مسبار فضائي قديم للناسا ، استطاع باحثون أن يجدوا علامات عن مصدر الطاقة المجهول للرياح الشمسية الذي طالما جذب انتباه علماء الانصهار النووي في قلب الشمس و النجوم الأخرى . و ستكون ناسا قدارة على فحص هذه النظرية الجديدة بإرسال مسبار جديد ليلتقط عن قرب حقائق عن هذه الظاهرة.

و قد تم الاكتشاف على يد مجموعة من الفلكيين انكبوا على حل لغز منبع طاقة الرياح الشمسية و الذي يرجع إلى عقود خلت.

تعتبر الرياح الشمية دفقا ساخنا و سريعا من غازات ممغنطة تنبع من داخل قرص الشمس . و هي مكونة من إيونات الهيدروجين و الهيليوم مع مزيج من عناصر أثقل . و يشبه الباحثون هذه الظاهرة بتصاعد البخار من اناء ماء يغلي على الموقد حيث بكل ما تعنيه العبارة فإن الشمس تغلي نفسها إلى الخارج.

"و لكن" ... يستطرد الباحث Adam Szabo من ناسا .." الرياح الشمسية تفعل شيئا لن تراه أبدا في مطبخك . عندما يخرج البخار من فقاقيع الماء المتصاعدة فإنه يأخذ بالتباطؤ و يبرد . و لكن الرياح الشمسية على العكس تماما فإنها بمجرد مغادرة الشمس فإنها تبدأ بالتسارع و تضاعف سرعتها ثلاث مرات عند عبورها الهالة التاجية للشمس Corona هذا بالإضافة أن "شيئا" داخل الرياح الشمسية يواصل في اعطاء حرارة أكبر لها حتى بعد هروبها للفضاء الأبرد من الشمس.

العثور على هذا "الشيء" كان محط بحث العديد من الباحثين كما أسلفنا لمدة عقود من الزمن .
في سنوات ال70 و 80 من القرن المنصرم اظهرت مشاهدات عينية من المسبارين الألمانيين الامريكيان هيليوس Helios بعض النظريات الأولية حول هذا الشأن و التي كانت عادة مرتبطة بخليط من بلازما شمسية مظطربة و تدفق لموجات من الهيدروجين و الهيليوم الممغنطين بالاضافة الى عملية تسخين دوراني. و كان تضييق عدد الفرضيات يعتبر تحديا كبيرا.

الجواب كان في موقف ساخر مختبئا ضمن بيانات أرسلها أحد أقدم المسابر الفضائية لناسا و الذي لازال في الخدمة إلى الآن و هو مسبار شمسي و يدعى ب Wind .
بعد التدقيق في قراءات هذا المسبار ذي التسعة عشر عاما المتعالقة بدرجة حرارة الرياح الشمسية و الحقل المغناطيسي المصاحب لها و قراءة المجالات الطاقيية .... " أعتقد اني وجدتها " : قالها Justin Kasper من مركز هارفارد لفيزياء الفلك ، " مصدر حرارة الرياح الشمسية هو موجات إيونية مسرعة دورانيا. " أو ion cyclotron waves .

و تتكون هذه الموجات من بروتونات تحيط حسب تنظيم يشبه الموجات بحقل الشمس المغتاطيسي. و حسب نظريات سابقة فإن هذه الموجات تنبع من داخل الشمس ثم تتسابق عبر الرياح الشمسية و تقوم بتسخين الغاز المكون لها إلى ملايين الدرجات أي أسخن بكثير من الأغلفة الخارجية لقرص الشمس و تقوم أيضا بتسريع دفقها إلى ملايين الأميال في الساعة و قد أثبتت حسابات الدكتور Kasper ان هذه الموجات هي بالفعل ناشطة على الأقل في محيط كوكب الأرض حيث يوجد المسبار Wind .

"و لكن هذه الموجات الدورانية لا تكتفي بتسخين و تسريع الرياح الشمسية فحسب بل تعطيها خصائص غريبة جدا.." يضيف Kasper .

الرياح الشمسية لا تشبه في شيء الرياح الأرضية . هنا على الأرض ، تحمل الرياح الجوية غازات النايتروجين ، الأكسجين و بخار الماء كل مع بعضهم بنفس السرعة و أيضا بنفس درجة الحرارة .
و لكن الرياح الشمسية تعتبر أغرب بكثير.... العناصر الكيميائية المكونة لهذه الرياح مثل الهايدروجين ، الهيليوم و الأيونات الأثقل تغلي أو تحترق في درجات سرعة متفاوتة !!
و لها درجات حرارة مختلفة و لكن الأغرب من الكل أن حرارتها تتغير حسب الاتجاه ...

"تساءلنا كثيرا لماذا كانت العناصر الأيونية الثقيلة هي التي تتحرك أسرع و تصل إلى درجات حرارة أعلى " ، يقول Kasper ، " و هو الآن متوقع و تبرره نظرية الموجات الدورانية : العناصر الايونية الثقيلة تكون إجابتها لتذبذب الموجات الدورانية أكثر حدة بالمقارنة مع نظيرتها لدى العناصر الأخف حيث تربح الأيونات الثقيلة حرارة و طاقة حركية اكبر لدى ابحارها في الفضاء ."

و كان أيضا تحرك العناصر الثقيلة هو ما يحير علماء الانصهار . و يفسر مرة أخرى الدكتور Kasper : " عندما تنظر إلى المفاعلات النووية التي تعتمد طريقة الانصهار النووي على الأرض فإن من اكبر التحديات التي توواجه هذا النوع من المفاعلات هي مشكلة العدوى بالعناصر الثقيلة حيث تقوم الأيونات الثقيلة باختراق الجدار المعدني لغرفة الانصهار و تدخل إلى البلازما أين تحدث عملية النصهار حرفيا و هنا تقوم هذه الأيونات بنشر الحرارة و هذا ما قد يؤدي إلى تبريد البلازما إلى حد إيقاف عملية الانصهار. "

إذا فهذه الموجات الايونية الدورانية من نوع التي وجدها الدكتور kasper في الرياح الشمسية يمكن لها أن تقدم حلا لقلب عملية العدوى هذه . نظريا يمكن أن تستعمل الحرارة و الأيونات الثقيلة أو الحرارة لوحدها لاعادة تعديل الميزان الحراري للبلازما المنصهرة. و لكن هنا يتفق Kasper و Szabo في الخطوة التالية و هي إيجدا طريقة لحث البلازما المنصهرة على التفاعل مع الموجات كما تفعل الرياح الشمسية قبل انطلاقها من الشمس.

و في هذا الخصوص يندرج برنامج ناسا لاطلاق مسبار يقترب من الشمس و رياحها و قد قررت إطلاق المسبار Solar Probe Plus سنة 2018 الذي سيقترب حسب ناسا إلى مسافة تكون فيها الشمس أكبر ب 23 مرة من التي نراها في سماء الأرض و ذلك على مسافة تقارب 7ملايين كلم و لذلك وجب على هذا المسبار ان يقاوم درجة حرارة أكبر من 1400 درجة مائوية اضافة الى ضربات الاشعاع المتواصلة و الهدف من الرحلة هو درس عينات لبلازما الشمس و درس الحقل المغناطيسي في أوائل الرياح الشمسية.