أخطر تجربة في العالم.. العلماء يحاكون ظروف الهالة الشمسية في المعمل

تمكن فريق بحثي من معامل “هيلمهولتز تسينتروم درسدن روسندورف” (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) الألمانية -لأول مرة- من القيام بمحاكاة دقيقة للظروف التي تجري أسفل الهالة الشمسية، والتي تبلغ درجة حرارتها في بعض المناطق أكثر من مليون درجة مئوية، الأمر الذي قد يسهم في فهم أهم أسرار الشمس إلى الآن.

تجربة خطرة

وبحسب الدراسة، التي نشرت في دورية “فيزيكال ريفيو ليترز” (Physical Review Letters) وأعلنت عنها المنشأة البحثية في بيان صحفي صادر في الثالث من يناير/كانون الثاني الجاري- فإن تلك المحاكاة استخدمت مجالات مغناطيسية نبضية تبلغ في أقصاها 100 تسلا تقريبا، وهذا يساوي نحو مليوني ضعف قوة المجال المغناطيسي للأرض.

على الجانب الآخر، وضع المعدن المستخدم في التجربة (الروبيديوم القلوي) في حاوية متينة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ورفعت درجة حرارته حتى أصبح ذائبا تماما كالماء، وبعد ذلك مرت عليه النبضات المغناطيسية.

الهدف من التجربة -بحسب الدراسة الجديدة- هو محاكاة ما يعرف باسم “المظلة المغناطيسية” (magnetic canopy)، وهي المنطقة الواقعة أسفل الهالة الشمسية التي يعتقد العلماء أنها السبب في تسخينها.

البلازما هي أحد صور المادة، حيث تسمح الحرارة الشديدة للإلكترونات أن تتحرك بحرية (ناسا)

لغز القِدر والموقد

درجة حرارة سطح الشمس تساوي نحو 6 آلاف درجة مئوية، لكن على الرغم من ذلك فإن الهالة الشمسية، التي تقع أعلى جسم الشمس، تصل درجة حرارتها إلى نحو مليون درجة مئوية، لطالما كان ذلك هو السر الأكبر في فيزياء الشمس؛ إذ إنه يشبه أن تكون درجة حرارة القِدر أعلى من درجة حرارة الموقد.

ويعتقد العلماء أن المظلة المغناطيسية هي السبب في رفع درجة حرارة الهالة الشمسية، وتحتوي تلك المظلة على نوعين من الموجات، الأولى تسمى “موجات ألفين” (Alfvén waves)، وهي عبارة عن اهتزاز محدد لمادة الشمس (البلازما) بالتزامن مع المجال المغناطيسي لها.

وتجري موجات ألفين بالسرعة نفسها مع النوع الثاني من الموجات، وهي موجات الصوت الصادرة من الشمس، وهذا التناسب في السرعة يسمح لهما بتبادل الطاقة والمادة معا، مما يتسبب في تسخين الهالة الشمسية.

وبحسب الدراسة الجديدة، فإن هذا النموذج المختبري الجديد قد أكد -للمرة الأولى بشكل تجريبي- السلوك المتوقع نظريا من الموجات المسماة بموجات ألفين، مما يشير إلى أن النظرية التي تشرح سبب ارتفاع درجة حرارة الهالة الشمسية قد تكون صحيحة.

لكن على الرغم من ذلك، فإننا إلى الآن لا نمتلك تأكيدا مباشرا على هذه الآلية، وربما تصدر قريبا مجموعة من البيانات قادمة من المسبار “باركر” الذي يقف الآن داخل الغلاف الشمسي على مسافة 8 ملايين كيلومتر من جسم الشمس، لتساعد في حل هذا اللغز بشكل نهائي.