يضيف مرصد شمسي مبتكر قطعة أساسية إلى لغز لغز شمسنا.
سؤالان رئيسيان في الفيزياء الشمسية: لماذا يوجد إكليل لشمسنا؟ ولماذا تكون درجة حرارة الهالة أعلى من سطح الشمس؟
أصدر الباحثون هذا الأسبوع نتائج أول ستة أشهر من البيانات الأولية من مطياف تصوير منطقة الواجهة التابع لناسا ، والمعروف باسم IRIS. تم تقديم النتائج في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي الخريف يوم الاثنين الماضي.
تم إطلاق IRIS في 27 يونيوذهذا العام على صاروخ Pegasus-XL تم نشره من بطن أ طائرة لوكهيد L-1011 تحلق من قاعدة فاندنبرغ الجوية. يمكن أن تركز IRIS على منطقة واجهة محددة جدًا للشمس محصورة بين الغلاف الضوئي الشمسي المبهر والانتقال إلى الهالة. ولتحقيق ذلك ، تستخدم IRIS مطيافًا للشق فوق البنفسجي يبحث في أطياف الغازات المؤينة.
IRIS في الغرفة النظيفة. يبلغ طول المركبة الفضائية حوالي مترين فقط ، أي بارتفاع شخص تقريبًا. ( تنسب إليه : لوكهيد مارتن).
قال آلان تايتل ، الباحث الرئيسي في IRIS ، 'إن جودة الصور والأطياف التي نتلقاها مذهلة' بيان صحفي حديث من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. في حين أن البعثات الأخرى قد تستغرق أكثر من عقد للانتقال من لوحة الرسم إلى منصة الإطلاق ، فقد تم تطوير IRIS ونشره في مدار أرضي منخفض في 44 شهرًا فقط.
تقدم IRIS للعلماء أداة جديدة لاكتشاف الشمس وأداة تكميلية لمنصات مثل Hinode ومرصد الغلاف الشمسي للغلاف الشمسي (SOHO) ومرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لوكالة ناسا. في الواقع ، تتمتع IRIS بدقة أفضل من أجهزة تصوير SDO أو Hinode عندما يتعلق الأمر بمنطقة الواجهة الشمسية الرئيسية. IRIS لديها دقة 20x أكبر في الوقت المناسب ، و 25x الدقة المكانية لأي مطياف UV فضائي سابق تم نشره.
قال بارت دي بونتيو ، المسؤول العلمي في شركة Lockheed Martin ، في مهمة IRIS: 'إننا نشهد صورًا غنية وغير مسبوقة لأحداث عنيفة يتم فيها تسريع الغازات إلى سرعات عالية جدًا بينما يتم تسخينها بسرعة إلى مئات الآلاف من الدرجات'. هذه الملاحظات هي المفتاح لدعم النماذج النظرية لديناميات الطاقة الشمسية وكذلك اختبار وصياغة نماذج جديدة لكيفية عمل شمسنا.
تسد IRIS هذه الفجوة الحاسمة بين الغلاف الضوئي والكروموسفير السفلي للشمس. بينما يتأرجح سطح الشمس عند 6000 درجة مئوية هادئة نسبيًا ، ترتفع درجات الحرارة إلى نطاق 2-3 مليون درجة مئوية وأنت تتحرك صعودًا عبر المنطقة الانتقالية وإلى الهالة.
يمكن فحص ظاهرتين شمسيتين رئيسيتين تثيران قلق الباحثين في مجال الطاقة الشمسية بواسطة IRIS بالتفصيل. أحدهما هو تكوين البروزات ، والتي تظهر على شكل دوامات طويلة من المواد الشمسية ترتفع من سطح الشمس. يمكن رؤية البروز من تلسكوبات الفناء الخلفي في أطوال موجات الهيدروجين ألفا. يمكن لـ IRIS التقاط وتتبع النمذجة المبكرة بدقة غير مسبوقة. تُظهر الصور الصادرة عن IRIS البنية الدقيقة للبروز المستهدف أثناء تطورها وظهورها عن سطح الشمس. عندما يتم إطلاق البروز والقذف الكتلي الإكليلي المصاحب في اتجاهنا ، يمكن أن ينتج عن ذلك اضطراب في بيئتنا الفضائية المحلية بسبب عاصفة شمسية ضخمة.
صور أطياف الفك الشقي (الشريحتان على اليسار) وتصوير الأشواك (إلى اليمين) كما تراها IRIS. (الائتمان: NASA / IRIS).
الظاهرة الثانية التي تستهدفها IRIS هي تكوين الأشواك ، وهي أعمدة ضخمة من الغاز تتصاعد من الغلاف الضوئي. على الرغم من أن الأشواك تبدو وكأنها هياكل دقيقة الشعر من خلال التلسكوبات الشمسية الأرضية ، إلا أنها يمكن أن تكون عدة مئات من الكيلومترات وطول الأرض. الأشواك قصيرة العمر تتسابق صعودًا من سطح الشمس بسرعة تصل إلى 240 ألف كيلومتر في الساعة ويبدو أنها تلعب دورًا رئيسيًا في نقل الطاقة والحرارة من سطح الشمس إلى أعلى عبر الغلاف الجوي . تعطينا IRIS نظرة عامة على تطور الأشواك للمرة الأولى ، وقد ثبت أنها أكثر تعقيدًا مما اقترحت النظرية سابقًا.
'نرى تناقضات بين هذه الملاحظات والنماذج ، وهذا نبأ عظيم لتقدم المعرفة. من خلال رؤية شيء لا نفهمه ، لدينا فرصة لتعلم شيء جديد ، 'قال عالم الفيزياء الفلكية بجامعة أوسلو ماتس كارلسون.
مثل SDO و SOHO ، البيانات والصور من IRIS مجانية للجمهور الوصول عبر الإنترنت . على الرغم من أن مجال رؤية IRIS هو 2 'إلى 4' دقيقة قوسية على جانب - القرص الشمسي يمتد حوالي 30 بوصة كما يُرى من الأرض - يمنحنا IRIS رؤية دقيقة لـ 'مكان الحدث'.
أين تبحث IRIS؟ تعطي هذه اللقطة بعض سياق مجال رؤية IRIS (المربعات الخضراء والحمراء) وإدخالات بالأبيض والأسود مقابل عرض قرص الشمس الكامل AIA الخاص بـ SDO. ( تنسب إليه : NASA / SDO / IRIS).
يأتي كل هذا في وقت ممتع ، حيث يعبر أقرب نجم لدينا الحد الأقصى للطاقة الشمسية المتساقطة للدورة رقم 24.
تم استخدام ما يعادل 50 مليون ساعة وحدة المعالجة المركزية في بناء ونمذجة ما تراه IRIS. كانت إعادة الإعمار جهدًا دوليًا ، امتد ليشمل الشراكة من أجل الحوسبة المتقدمة في أوروبا ، والتعاون النرويجي في مجال الحوسبة الفائقة ، ومركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا.
واجهت IRIS أيضًا تحديًا إضافيًا يتمثل في تجاوز فترة 2.5 أسبوع من عدم النشاط بسبب إغلاق الحكومة الأمريكية هذا الخريف. لا تزال التأثيرات المحتملة بسبب العزل مشكلة ، على الرغم من أن بعثات الاستكشاف الصغيرة مثل IRIS توضح كيف يمكننا فعل المزيد بموارد أقل.
'لقد خطونا خطوة عملاقة إلى الأمام في تحديد خصائص انتقال الحرارة لهذه المنطقة بين السطح المرئي والإكليل ، وهو أمر أساسي لفهم كيفية وجود الغلاف الجوي الخارجي للشمس ، وهو مفتاح لفهم الغلاف الجوي الخارجي الذي قال آلان تايتل ، في إشارة إلى الغلاف الشمسي الهش للشمس الممتد عبر النظام الشمسي.
إن فهم العمل الداخلي لشمسنا أمر حيوي: لا يوجد جسم فلكي آخر له تأثير كبير على الحياة هنا على الأرض.
تم تحديد IRIS في مهمة لمدة عامين ، على الرغم من أنه كما هو الحال مع معظم المنصات الفضائية ، سيعمل الباحثون على الحصول على كل فائدة ممكنة من المركبة الفضائية. وهي تعيد بالفعل بعض العلوم من الدرجة الأولى بتكلفة إنتاج منخفضة نسبيًا. هذه هي المعرفة التي ستساعدنا كحضارة على العيش مع نجمنا العاصف وفهمه في كثير من الأحيان.
