الكسوف الكلي للشمس قد يحل لغزًا غريبًا حول الشمس

الكسوف الكلي للشمس قد يحل لغزًا غريبًا حول الشمس

مصر:إيهاب محمد زايد

سيحدث كسوف كلي للشمس في 8 أبريل في جميع أنحاء أمريكا الشمالية. وتحدث هذه الأحداث عندما يمر القمر بين الشمس والأرض، فيحجب وجه الشمس تمامًا. وهذا يغرق المراقبين في ظلام يشبه الفجر أو الغسق.

خلال الكسوف القادم، يعبر مسار الكسوف الكلي، حيث يختبر المراقبون الجزء الأكثر ظلمة من ظل القمر (الظل)، المكسيك، وينحني شمال شرقًا عبر تكساس والغرب الأوسط ويدخل كندا لفترة وجيزة قبل أن ينتهي في ولاية ماين.

يحدث الكسوف الكلي للشمس كل 18 شهرًا تقريبًا في مكان ما على الأرض. آخر كسوف كلي للشمس عبر الولايات المتحدة حدث في 21 أغسطس 2017.

وسيجري فريق دولي من العلماء، بقيادة جامعة أبيريستويث، تجارب بالقرب من دالاس، في موقع يقع في مسار الكسوف الكلي. يتكون الفريق من طلاب دكتوراه وباحثين من جامعة أبيريستويث، ومركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا) في باسادينا.

هناك علوم قيمة يجب القيام بها أثناء الكسوف والتي يمكن مقارنتها أو أفضل مما يمكننا تحقيقه عبر البعثات الفضائية. قد تسلط تجاربنا الضوء أيضًا على لغز طويل الأمد يتعلق بالجزء الخارجي من الغلاف الجوي للشمس – الإكليل.

ظل الكسوف

ويمر مسار الكسوف الكلي عبر المكسيك والولايات المتحدة وكندا. 

يحجب القمر ضوء الشمس الشديد أثناء كسوف الشمس الكلي. وهذا يعني أنه يمكننا مراقبة الهالة الخافتة للشمس بوضوح لا يصدق، من مسافات قريبة جدًا من الشمس، إلى عدة أنصاف أقطار شمسية. ونصف القطر الواحد هو المسافة التي تعادل نصف قطر الشمس، أي حوالي 696000 كيلومتر (432000 ميل).

قياس الهالة أمر صعب للغاية دون حدوث كسوف. ويتطلب الأمر تلسكوبًا خاصًا يسمى كوروناغراف مصممًا لحجب الضوء المباشر من الشمس. وهذا يسمح بحل الضوء الخافت الصادر عن الهالة. وضوح قياسات الكسوف يفوق حتى الإكليل الموجود في الفضاء.

يمكننا أيضًا رصد الهالة بميزانية صغيرة نسبيًا، مقارنة على سبيل المثال بمهمات المركبات الفضائية. اللغز المستمر حول الإكليل هو ملاحظة أنه أكثر سخونة من الغلاف الضوئي (السطح المرئي للشمس).

عندما نبتعد عن جسم ساخن، يجب أن تنخفض درجة الحرارة المحيطة، لا أن ترتفع. كيف يتم تسخين الإكليل إلى درجات الحرارة المرتفعة هذه هو أحد الأسئلة التي سنحقق فيها.

لدينا أداتان علميتان رئيسيتان. أولها هو Cip (مقياس استقطاب التصوير الإكليلي). Cip هي أيضًا كلمة ويلزية تعني “نظرة سريعة” أو “نظرة سريعة”. تلتقط الأداة صورًا لهالة الشمس باستخدام مستقطب.

الضوء الذي نريد قياسه من الإكليل مستقطب للغاية، مما يعني أنه يتكون من موجات تهتز في مستوى هندسي واحد. المستقطب هو مرشح يسمح للضوء باستقطاب معين بالمرور عبره، بينما يحجب الضوء باستقطابات أخرى.

ستسمح لنا صور Cip بقياس الخصائص الأساسية للهالة، مثل كثافتها. كما سيتم تسليط الضوء على ظواهر مثل الرياح الشمسية. وهو عبارة عن تيار من الجسيمات دون الذرية على شكل بلازما – مادة شديدة السخونة – تتدفق باستمرار إلى الخارج من الشمس. يمكن أن يساعدنا Cip في تحديد المصادر الموجودة في الغلاف الجوي للشمس لبعض تيارات الرياح الشمسية.

من الصعب إجراء قياسات مباشرة للمجال المغناطيسي في الغلاف الجوي للشمس. لكن بيانات الكسوف يجب أن تسمح لنا بدراسة بنيته الدقيقة وتتبع اتجاه المجال. سنكون قادرين على رؤية مدى امتداد الهياكل المغناطيسية التي تسمى الحلقات المغناطيسية الكبيرة “المغلقة” من الشمس. وهذا بدوره سيعطينا معلومات حول الظروف المغناطيسية واسعة النطاق في الهالة.

الحلقات الإكليلية.

تم العثور على الحلقات الإكليلية حول البقع الشمسية وفي المناطق النشطة من الشمس. 

الأداة الثانية هي Chils (مقياس الطيف الخطي عالي الدقة الإكليلي). فهو يجمع أطيافًا عالية الدقة، حيث يتم فصل الضوء إلى الألوان المكونة له. نحن هنا نبحث عن بصمة طيفية معينة للحديد المنبعث من الإكليل.

وهو يتألف من ثلاثة خطوط طيفية، حيث ينبعث الضوء أو يمتص في نطاق ترددي ضيق. ويتم توليد كل منها في نطاق مختلف من درجات الحرارة (بملايين الدرجات)، لذا فإن سطوعها النسبي يخبرنا عن درجة حرارة الإكليل في مناطق مختلفة.

إن رسم خرائط لدرجة حرارة الهالة يُعلم النماذج المتقدمة المعتمدة على الكمبيوتر عن سلوكها. يجب أن تتضمن هذه النماذج آليات لكيفية تسخين البلازما الإكليلية إلى درجات الحرارة المرتفعة هذه. وقد تشمل هذه الآليات، على سبيل المثال، تحويل الموجات المغناطيسية إلى طاقة بلازما حرارية. إذا أظهرنا أن بعض المناطق أكثر سخونة من غيرها، فيمكن تكرار ذلك في النماذج.

ويحدث كسوف هذا العام أيضًا خلال فترة النشاط الشمسي المتزايد، لذا يمكننا مراقبة كوكب مشترك طرد الكتلة الرونالية (CME). وهي عبارة عن سحب ضخمة من البلازما الممغنطة التي يتم إخراجها من الغلاف الجوي للشمس إلى الفضاء. ويمكن أن تؤثر على البنية التحتية القريبة من الأرض، مما يسبب مشاكل للأقمار الصناعية الحيوية.

العديد من جوانب الانبعاث الإكليلية غير مفهومة جيدًا، بما في ذلك تطورها المبكر بالقرب من الشمس. ستسمح لنا المعلومات الطيفية عن الانبعاث الإكليلي بالحصول على معلومات حول الديناميكا الحرارية الخاصة بها، وسرعتها وتوسعها بالقرب من الشمس.

لقد تم مؤخرًا اقتراح أدوات الكسوف الخاصة بنا لمهمة فضائية تسمى مهمة الاحتجاب الشمسي المعتمدة على القمر (Mesom). وتتمثل الخطة في الدوران حول القمر للحصول على المزيد من عمليات رصد الكسوف المتكررة والممتدة. تم التخطيط للمهمة كمهمة تابعة لوكالة الفضاء البريطانية تضم عدة دول، ولكن بقيادة جامعة كوليدج لندن، وجامعة ساري، وجامعة أبيريستويث.

سيكون لدينا أيضًا كاميرا تجارية متقدمة بزاوية 360 درجة لجمع مقاطع فيديو لكسوف 8 أبريل وموقع المراقبة. يعد الفيديو ذا قيمة لأحداث التوعية العامة، حيث نسلط الضوء على العمل الذي نقوم به، ويساعد على إثارة الاهتمام العام بنجمتنا المحلية، الشمس. المحادثة

 العلوم الفيزيائية، جامعة أبيريستويث