Solar Cycle Variation of Sustained Gamma Ray Emission from the Sun
على الرغم من وجود خلل فني حدّ من الملاحظات الأولية، إلا أن تحليل بيانات Fermi LAT والظواهر الشمسية المرتبطة بها يشير إلى أن الدورة الشمسية 25 أقوى من الدورة الشمسية 24، مع تقدير إجمالي يبلغ حوالي 43 إلى 50 حدث انبعاث لأشعة غاما مستدام.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الشمس كمصنع ضخم ومتقلب المزاج، ينفجر أحيانًا بالطاقة. أحيانًا تكون هذه الانفجارات مجرد شرارة سريعة (وهيج)، ولكن في أحيان أخرى تكون عبارة عن دفقات هائلة ومستمرة من الإشعاع يمكن أن تستمر لساعات. يطلق العلماء على هذه الدفقات طويلة الأمد اسم انبعاثات أشعة غاما المستدامة (SGRE). إنها تشبه "الهزات الارتدادية" للانفجار الشمسي، حيث تتسارع الجسيمات إلى سرعات مذهلة وتصطدم بغلاف الشمس الجوي، مما يخلق توهجًا من الضوء عالي الطاقة.
لعقود من الزمن، حاول العلماء عدّ عدد مرات حدوث هذه "الهزات الارتدادية" لفهم مدى قوة دورات النشاط الشمسي. تعمل الشمس في دورات تقريبية مدتها 11 عامًا، مثل نبض القلب الذي يتسارع ويتباطأ.
إليك قصة ما اكتشفته هذه الورقة البحثية، مشروحة ببساة:
1. مشكلة الكاميرا المعطلة
استخدم العلماء تلسكوبًا فضائيًا قويًا يسمى فيرمي (Fermi) لمراقبة الشمس. الأمر يشبه امتلاك كاميرا مراقبة عالية الدقة موجهة نحو المصنع.
ومع ذلك، في عام 2018، تعطل "ذراع اللوح الشمسي" (وحدة دوران المصفوفة الشمسية) الخاص بالكاميرا. لم يعد بإمكانها الدوران لإبقاء الشمس مشرقة عليها بشكل مثالي. وللحفاظ على حياة الكاميرا، اضطر المشغلون إلى توجيهها نحو حافة رؤية الشمس بدلاً من مركزها.
- التشبيه: تخيل أنك تحاول مشاهدة مباراة بيسبول من خلال نافذة، لكن النافذة عالقة وهي مفتوحة نصف فتحة فقط. يمكنك رؤية المباراة لبضع دقائق فقط كل ساعة، ثم تُحجب الرؤية.
- النتيجة: بسبب هذا "النافذة العالقة"، فاتت الكاميرا الكثير من الأحداث خلال الدورة الشمسية الحالية (الدورة 25). وعندما قاموا بعدّ الأحداث التي رأوها بالفعل، بدا الأمر وكأن الشمس في الواقع أصبحت أكثر هدوءًا مقارنة بالدورة السابقة. لكن العلماء عرفوا أن هناك خطأ ما في العدّ.
2. "الآثار" التي تركت خلفها
على الرغم من أن الكاميرا الرئيسية (Fermi/LAT) كانت تفقد الأحداث، إلا أن العلماء أدركوا أنه يمكنهم العثور على الانفجارات من خلال البحث عن الآثار التي تركتها أدوات أخرى لم تكن تعاني من ذراع مكسورة.
لقوا أن كل انفجار كبير من نوع (SGRE) يحدث، يرافقه دائمًا شيئان آخران تقريبًا:
- سحابة سريعة وواسعة: سحابة ضخمة من الغاز الشمسي (انبعاث كتلي إكليلي أو CME) تنطلق بسرعات جنونية.
- صرخة راديوية: الموجة الصدمية الناتجة عن تلك السحابة تخلق نوعًا محددًا من الضجيج الراديوي (نبضة من النوع الثاني - Type II burst).
- بصمة "الأشعة السينية الصلبة": والأهم من ذلك، هناك نوع محدد من الومضات المكثفة وطويلة الأمد من الأشعة السينية (تستمر لأكثر من 5 دقائق) والتي تعمل بمثابة "الدليل القاطع".
التشبيه: تخيل لصًا يقتحم منزلًا. كاميرا الأمن الرئيسية (فيرمي) معطلة وفاتت عملية الاقتحام. ولكن، يمكنك سماع الإنذار (النبضة الراديوية)، ورؤية سيارة الهروب مسرعة (سحابة CME سريعة)، وتجد بصمة قدم طينية محددة (ومضة أشعة سينية طويلة) بالقرب من الباب. حتى بدون رؤية اللص عبر الفيديو، أنت تعلم أن عملية الاقتحام قد حدثت.
3. حل اللغز
عاد العلماء ونظروا في فترات "النافذة العالقة". وجدوا 79 حالة حدث فيها "الصرخة الراديوية" و"السحابة السريعة". لكنهم كانوا بحاجة لمعرفة أي من هذه الحالات كانت انفجارات كبيرة ومستدامة (SGRE) وأيها كانت مجرد شرارات صغيرة.
طبقوا "قاعدة الدليل القاطع": إذا كانت الصرخة الراديوية مصحوبة بومضة أشعة سينية طويلة (أكثر من 5 دقائق)، فمن المؤكد تقريبًا أنها حدث من نوع (SGRE).
- وجدوا أن 27 من الأحداث المفقودة كانت تمتلك هذا "الدليل القاطع".
- أضافوا هذه الـ 27 حدثًا مخفيًا إلى الـ 16 حدثًا التي رأوها بالفعل.
- العدد الجديد: بدلًا من 16 حدثًا، كان هناك على الأرجح 43 حدثًا في الدورة الحالية.
4. الاستنتاج الكبير: الشمس تزداد قوة
عندما نظروا إلى الأرقام الخام في البداية، بدا وكأن الشمس تضعف في الدورة 25 مقارنة بالدورة 24. ولكن بمجرد إصلاح حسابات "الكاميرا المعطلة"، ظهرت الحقيقة:
- الدورة 25 في الواقع أقوى من الدورة 24.
- الشمس تنتج المزيد من السحب السريعة، والمزيد من الصرخات الراديوية، والمزيد من العواصف المغناطيسية الشديدة.
- السبب الوحيد في أنها بدت أضعف هو أن الكاميرا كانت معطلة.
لماذا يهمنا هذا؟
فكر في نشاط الشمس مثل الطقس. إذا كنت طيارًا، فأنت بحاجة لمعرفة ما إذا كانت هناك عاصفة قادمة. هذه "انبعاثات أشعة غاما المستدامة" هي أخطر أنواع العواصف في الفضاء. يمكنها تعطيل الأقمار الصناعية، واضطراب نظام تحديد المواقع (GPS)، وحتى تشكيل خطر على رواد الفضاء.
من خلال اكتشاف أن الشمس في الواقع تزداد نشاطًا، تساعد هذه الورقة البحثية في الاستعداد لمستقبل طقس فضائي أكثر ازدحامًا وطاقة. الأمر يشبه إدراك أن موسم الأعاصير يزدحف سوءًا وليس تحسنًا، لذا نحتاج لبناء أسقف أقوى ووضع خطط إخلاء أفضل.
باختًا: الشمس ليست نائمة؛ لقد كانت تختبئ فقط من كاميرتنا المعطلة. وبمجرد أن بحثنا عن الآثار التي تركتها خلفها، أدركنا أن الدورة الشمسية الحالية هي قوة جبارة، أقوى من الدورة السابقة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.