حل لغز الأمطار الشمسية بعد عقود من البحث

نجح فريق بحثي من معهد علم الفلك بجامعة هاواي الأميركية في حل لغز حيّر العلماء لعقود طويلة، وهو ظاهرة “الأمطار الشمسية” التي تتشكل في أثناء الانفجارات الشمسية.

وأوضح الباحثون أن هذا الاكتشاف لا يقتصر على فهم تلك الظاهرة، بل يفتح المجال لتطوير نماذج أكثر دقة لسلوك الشمس في أثناء الانفجارات، ما قد يساعد مستقبلاً في توقع الطقس الفضائي، ونُشرت نتائج الدراسة، الأربعاء، في دورية (Astrophysical Journal).

وعلى عكس المطر المعروف على الأرض، تحدث الأمطار الشمسية في طبقة الهالة الشمسية، وهي الغلاف الخارجي للشمس المكوّن من بلازما شديدة السخونة. وتتكون هذه الظاهرة عندما تبرد أجزاء من البلازما فجأة، فتتكثف إلى كتل أكثر برودة وكثافة تشبه قطرات المطر، ثم تسقط نحو سطح الشمس بفعل الجاذبية. وهذه «القطرات» ليست ماءً، بل بلازما من غازات مشحونة كهربائياً، وغالباً ما ترافق الانفجارات الشمسية القوية وتتشكل خلال دقائق معدودة.

ورغم رصد هذه الظاهرة منذ زمن بعيد، ظل العلماء عاجزين عن تفسير سبب تشكّلها بهذه السرعة، إذ إن النماذج العلمية القديمة كانت تفترض أن تبريد البلازما يستغرق ساعات أو أياماً.

لكن الدراسة الجديدة قدّمت القطعة المفقودة، إذ كشفت أن تغير نسب بعض العناصر مثل الحديد في الهالة الشمسية مع مرور الوقت هو العامل الأساسي الذي يفسر هذه الظاهرة.

ووفق الباحثين، فإن النماذج القديمة التي افترضت ثبات توزيع العناصر عبر الزمن كانت خاطئة. وعندما أُدخلت متغيرات تسمح بتغير نسب العناصر، تطابقت النماذج مع المشاهدات العملية للشمس.

وأظهرت النتائج أن هذا التغير يجعل البلازما تفقد طاقتها بالإشعاع بسرعة أكبر، ما يسرّع انخفاض حرارتها ويؤدي إلى حالة من عدم الاستقرار الحراري، ينتج عنها تكاثف البلازما وسقوطها كـ«مطر شمسي» خلال دقائق، وهو ما يتوافق تماماً مع ما يرصده العلماء.

وأكد الفريق أن النماذج الجديدة نجحت في مطابقة توقيت وشكل الأمطار الشمسية المرصودة، ما يقدم تفسيراً عملياً وواقعياً لهذه الظاهرة دون الحاجة لافتراض تسخين مطوّل للهالة.

كما أشاروا إلى أن الوقت اللازم لتشكّل المطر الشمسي قد يكون أقصر بكثير مما اعتقد سابقاً، وهو ما يستدعي إعادة النظر في نماذج تسخين الهالة الشمسية.

وأضاف الباحثون أن هذا الاكتشاف يسهم في تطوير نماذج أكثر دقة للتنبؤ بالظواهر الشمسية، ما قد يساعد مستقبلاً على توقع الطقس الفضائي الذي يؤثر على الأقمار الصناعية، وأنظمة الاتصالات، وحتى شبكات الكهرباء على الأرض.

وخلص الفريق إلى أن النتائج تدفع المجتمع العلمي لإعادة التفكير في فهم ديناميكية الشمس؛ إذ أصبح من الواضح أن نسب العناصر في هالتها ليست ثابتة بل تتغير مع الزمن، وهو ما يفتح آفاقاً أوسع لفهم انتقال الطاقة في الغلاف الجوي للشمس وسلوكها المعقد.