ومنذ توثيق البقع الداكنة على الشمس، المعروفة باسم البقع الشمسية (العلامات المنذرة للنشاط الشمسي المغناطيسي) من قبل عالم الفلك الإيطالي غاليليو في وقت مبكر من عام 1612، حاول العلماء فهم مصدر المجال المغناطيسي المتغير باستمرار للشمس.
وكانت النظريات تقول إنه يتم توليده في أعماق النجم، على عمق نحو 130 ألف ميل (نحو 210 آلاف كم) تحت سطح الشمس.
ومع ذلك، تشير عمليات محاكاة حاسوبية معقدة الآن إلى أن هذه الظاهرة الشمسية أقل عمقا بكثير مما كان يعتقد سابقا، على عمق نحو 20 ألف ميل (32 ألف كم).
ويشير هذا الاكتشاف إلى أن المجال المغناطيسي للشمس ينشأ من عدم الاستقرار في البلازما عبر الطبقات الخارجية لسطح الشمس، وليس من أعماق النجم كما كان يعتقد سابقا.
وتمنح هذه النتائج العلماء فرصة أفضل للتنبؤ بشكل أكثر دقة بالعواصف الشمسية القوية التي تسبب ظهور الأضواء الشمالية في سماء الليل، ويمكن أن تسبب أيضا انقطاع التيار الكهربائي، وتعطيل الإنترنت، وحتى تدمير الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.
ويوضح دانييل ليكوانيت، الأستاذ المساعد في قسم العلوم الهندسية والرياضيات التطبيقية بجامعة نورث وسترن في الولايات المتحدة: "إن فهم أصل المجال المغناطيسي للشمس كان سؤالا مفتوحا منذ غاليليو، وهو مهم للتنبؤ بالنشاط الشمسي المستقبلي، مثل التوهجات التي تنطلق من الشمس ويمكن أن تضرب الأرض".
وأضاف: "على الرغم من أن العديد من جوانب ديناميكيات الطاقة الشمسية ما تزال محاطة بالغموض، فإن عملنا يخطو خطوات هائلة في حل واحدة من أقدم المشاكل التي لم يتم حلها في الفيزياء النظرية ويفتح الطريق أمام تنبؤات أفضل للنشاط الشمسي الخطير".
وخلال الدراسة، طور العلماء نماذج حديثة لمحاكاة المجال المغناطيسي الشمسي لمعرفة المزيد حول البقع الشمسية والتوهجات التي تظهر على سطح الشمس مدفوعة بالمجال المغناطيسي، والذي يتم توليده داخليا من خلال عملية تسمى عمل الدينامو الشمسي.
وأظهرت المحاكاة أن التغيرات في تدفق الغاز المتأين فائق السخونة (المعروف باسم البلازما) داخل طبقات سطح الشمس كان كافيا لتوليد مجالات مغناطيسية في نفس المناطق.
وفي المقابل، قال العلماء إن التغيرات في الطبقات العميقة أنتجت مجالات شمسية أقل واقعية، وتتركز بالقرب من قطبي الشمس بدلا من خط الاستواء.
وتمكنت النماذج الحاسوبية أيضا من توضيح كيفية ارتباط البقع الشمسية بالنشاط المغناطيسي للشمس.
وأوضح الفريق أن الأنماط التي شوهدت في عمليات المحاكاة تتطابق مع المواقع والجداول الزمنية للبقع الشمسية التي لاحظها علماء الفلك منذ عصر غاليليو.
وقال كيتون بيرنز، عالم الأبحاث في قسم الرياضيات بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة: "أعتقد أن هذه النتيجة قد تكون مثيرة للجدل. لقد ركز معظم المجتمع على إيجاد عمل الدينامو عميقا في الشمس. ونحن الآن نظهر أن هناك آلية مختلفة تبدو أكثر توافقا مع الملاحظات".
المصدر: إندبندنت