أبوظبي: «الخليج»
كشف فريق من علماء الفيزياء الشمسية في مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء بجامعة نيويورك أبوظبي، بقيادة الباحث العلمي كريس إس. هانسون، عن البنية الداخلية للحبيبات الشمسية الفائقة، وهي بنية تدفقية تنقل الحرارة من جوف الشمس إلى سطحها، ويخالف تحليل الباحثين لهذه الحبيبات الفائقة المفاهيم السائدة حول الحمل الحراري الشمسي.
وتولّد الشمس الطاقة من نواتها من خلال عملية الاندماج النووي، ثم تنتقل هذه الطاقة إلى السطح لتخرج في ما بعد على شكل أشعة الشمس المعروفة. ونشرت مجلة «نيتشر أسترونومي» دراسة بعنوان «عجز فرضية طول الخلط عن تفسير الحمل الحراري للشمس على نطاق الحبيبات الفائقة»، وشرح الباحثون في الدراسة استعانتهم بصور «الدوبلر» والشدة المغناطيسية والتصوير بالرنين المغناطيسي من جهاز التصوير الزلزالي الشمسي المغناطيسي الموجود على متن القمر الاصطناعي لمرصد ديناميكا الشمس، التابع لوكالة «ناسا»، وذلك بهدف تحديد ووصف حوالي 23000 حبيبة فائقة.
وبما أن سطح الشمس معتم، لجأ علماء جامعة نيويورك أبوظبي إلى استخدام الموجات الصوتية بهدف استكشاف البنية الداخلية للحبيبات الفائقة. وتنتج هذه الموجات عن الحبيبات الأصغر حجماً والموزعة على كامل مساحة الشمس.
ونجح العلماء في تحديد تدفقات الصعود والهبوط المرتبطة بنقل الحرارة الفائقة للحبيبات بدقة غير مسبوقة، من خلال تحليل مجموعة ضخمة من البيانات حول الحبيبات الفائقة، والتي أشارت التقديرات إلى أنها تمتد لمسافة 20 ألف كيلومتر (حوالي 3% إلى النواة) تحت سطح الشمس. وإضافة إلى استنتاج مدى عمق امتداد تلك الحبيبات، اكتشف العلماء أيضاً أن التدفقات الهابطة بدت أضعف بنحو 40% من الصاعدة، ما يشير إلى فقدان الأولى لجزء من المكونات.
وبعد إجراء الاختبارات المكثفة ودراسة بعض النظريات، أشار العلماء إلى احتمالية تشكّل المكون المفقود أو غير المرئي من أعمدة صغيرة الحجم (حوالي 100 كيلومتر) تنقل البلازما الأكثر برودة إلى داخل الشمس. كما تعيق ضخامة حجم الموجات الصوتية الشمسية إمكانية استشعار هذه الأعمدة، ما يجعل التدفقات الهابطة تبدو أضعف، بحيث لا يمكن تفسير هذه النتائج بالاعتماد على الوصف الشائع لطول الخلط المتعلق بالحمل الحراري الشمسي.
وقال شرافان هاناسوجي، أستاذ الأبحاث والمؤلف المشارك في الدراسة والباحث الرئيسي المشارك في مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء: «الحبيبات الفائقة هي مكون مهم لآليات نقل حرارة الشمس، لكن ما يزال فهمها تحدياً خطيراً بالنسبة للعلماء. وتتعارض نتائجنا مع الفرضيات التي تشكل جوهر المفهوم الحالي للحمل الحراري الشمسي، ما يدفعنا لمعرفة المزيد حول الحبيبات الفائقة للشمس».
أجري البحث في المركز بالتعاون مع معهد «تاتا» للأبحاث الأساسية وجامعة برينستون وجامعة نيويورك، وذلك باستخدام موارد حوسبية عالية الأداء في جامعة نيويورك أبوظبي.
