الحرارة اللاهبة عند هالة الشمس ولغزها الغامض

الأكيد أن الشمس حارة جداً، إذ تبلغ درجة الحرارة 16 مليون كلفن عند لبّها، وتصل إلى قرابة 5780 كالفن عند سطحها المرئي، ما ينسجم مع قانون الديناميكية الحرارية الثاني. في المقابل، ثمة لغز مُحيّر بصدد هذه النجمة، إذ طالما دُهش علماء الفيزياء لما يزيد عن قرن، بقدرة الشمس على إعادة تسخين هالتها، وهي تلك الحلقة المرهفة التي تطوّق الشمس، والتي تُرى بوضوح أثناء كسوف الشمس الكلّي، فعلى نحو غامض، تعود الحرارة الى الارتفاع عند هذه الحافة، لتصل إلى قرابة مليون كالفن وأكثر. إذاً كيف تتدفق الحرارة التي تنبعث من لبّ الشمس نحو الخارج، ثم تعود الى حال السخونة اللاهبة بحيث تزيد حرارة هالة الشمس عن سطحها المرئي بمقدار يزيد على 200 ضعف؟
يوافق العلماء على أن طاقة كبيرة جداً تتوافر بهدف إتمام هذه المهمة داخل الشمس، بمعنى انها في قلب الفرن الشمسي وتحت سطح الشمس المرئي. كذلك يتفق هؤلاء على القول ان نطاق الشمس المغناطيسي ينقل الطاقة المطلوبة نحو الخارج لتصل إلى الهالة.
وينتهي التوافق بين العلماء عند هذا الحدّ، إذ يدور نقاش حاد بينهم حول كيفية انتقال الحرارة عن طريق النطاق المغناطيسي، وكذلك الحال بالنسبة لعودة الحرارة الى الارتفاع بشدة عند هالة الشمس. ولا تزال هذه الأمور غامضة حتى اليوم.
والطريقة الأكثر شعبية لتفسير هذه الظاهرة تستند إلى التسخين عن طريق الموجات المغناطيسية. وحاضراً، ثمة تركيز كبير على الدور الذي تؤديه موجة «ألففين» Alfven wave وهي عبارة عن تموّج مُلتو يسير عبر خطوط النطاق المغناطيسي. ودرس الباحثون موجات «ألففين» في المُختبرات، لكنهم لم يكتشفوا وجودها في خطوط الحقل المغناطيسي للشمس إلا في الآونة الأخيرة. لكن، يجهل الجميع لغاية اليوم ما إذا كانت هذه الأمواج تحمل معها طاقة كافية لتسخين هالة الشمس بأكملها.
ثمة بديل عن موجات «ألففين» يتمثّل في التوهجات الدقيقة التي تُنتَج عندما تعود خطوط حقل الجاذبية الى التقاطع بعضها مع بعض عند هالة الشمس الخارجية. وأثناء هذه العملية، تتشابك هذه الخطوط بشكل كثيف، فيما جذورها ممتدة الى لبّ الشمس، ما يعطيها القدرة على تخزين كميات هائلة من الحرارة، ثم نقلها الى هالة الشمس.
وأحرز المتخصصون في دراسات الشمس تقدّماً طفيفاً في الآونة الأخيرة، بصدد ظاهرة ارتفاع حرارة هالة الشمس، بفضل المعلومات التي سجّلتها المركبة الفضائية اليابانية «هاينود» و «مرصد ديناميكية الشمس» التابع ل «وكالة الفضاء والطيران الأميركية» («ناسا»).
في المقابل، تتمتع الموجات التي يُعتقد أنها تمدّ الهالة بالطاقة، بسرعة هائلة، ما يُصعّب رصدها وتحديد كميّتها عن طريق المعدات المستخدمة حالياً.
وأخفقت مركبات الفضاء التي أطلقت لدراسة الشمس، في حلّ لُغز السخونة اللاهبة لهالة الشمس. ولا يلوح في الأفق أمل بإمكان التوصل إلى حلّ لهذا اللغز في وقت قريب. ولذا، ما زال الباحثون في هذا المجال يتطلعون إلى إمكان صنع مراصد شمسية جديدة ومتطوّرة. ومن المتوقّع أن تطلق وكالة «ناسا» مركبة فضاء متخصصة في رصد الأطياف الشمسية في شهر كانون الأول (ديسمبر) المقبل. وكذلك يستمر العمل في صنع «التلسكوب الشمسي المتطوّر تكنولوجياً» في مدينة «هاليكالا» في هاواي.
ومن المتوقع أن تفوق مرآته مرتين حجم مرآة أكبر تلسكوب شمسي مستخدم في الوقت الحاضر. وإضافة الى هذا، تعتزم «وكالة الفضاء الأوروبية» إطلاق مركبة فضاء باتجاه الشمس، تحمل اسم «سولار أوربيتر» Solar Orbiter، عام 2017. ويتوقع أن تتمكن «سولار أوربيتر» من الحصول على صور أفضل لقطبي الشمس. وتتقاطع هذه المشاريع في سعيها للحصول على رؤية أوضح وأدق للشمس مكانياً وزمانياً.