حدد الباحثون فجوات زمنية كبيرة في الانبعاثات الناتجة عن التوهجات الشمسية والتي تتحدى دقة النماذج الحالية للتوهجات الشمسية، وتشير إلى آليات بديلة محتملة لنقل الطاقة
كشفت دراسة جديدة عن فجوات بين تنبؤات المحاكاة والملاحظات الحقيقية لديناميات التوهجات الشمسية، خاصة في توقيت الانبعاثات من الغلاف اللوني.
التوهجات الشمسية هي أحداث قوية للغاية تحدث في الغلاف الجوي للشمس وتستمر من بضع دقائق إلى بضع ساعات. وفقًا لنموذج التوهج القياسي، يتم نقل الطاقة التي تحرك التوهجات عن طريق إلكترونات متسارعة تنتقل من منطقة الاندماج المغناطيسي الإكليلي إلى الغلاف اللوني.
عندما تصطدم هذه الإلكترونات بالبلازما في الكروموسفير، فإنها تطلق طاقتها، مما يؤدي إلى تسخين البلازما وتأيينها. ويولد هذا التفاعل أيضًا إشعاعًا قويًا عند جميع الأطوال الموجية للطيف الكهرومغناطيسي. وتسمى المناطق التي تنطلق فيها هذه الطاقة بـ"نقاط القدم" للتوهجات الشمسية، وعادة ما تحدث في أزواج مرتبطة مغناطيسيا.
تهدف دراسة جديدة إلى اختبار صحة النموذج القياسي من خلال مقارنة نتائج عمليات المحاكاة الحاسوبية بناءً على النموذج والبيانات الرصدية المقدمة من تلسكوب ماكماث-بيرس أثناء التوهج الشمسي SOL2014-09-24T17:50. ركز البحث على قياس الفجوات الزمنية بين انبعاثات AA من زوج من المصادر في الغلاف اللوني أثناء الثوران.
"لقد وجدنا فرقًا كبيرًا بين بيانات المراقبة من التلسكوب والسلوك الذي تنبأ به النموذج. في بيانات المراقبة، ظهر زوج من نقاط التتبع كمنطقتين مضيئتين للغاية من الغلاف اللوني. وخرجت الإلكترونات الضاربة من نفس المنطقة من الغلاف الجوي. وقال باولو: "لقد تحركت الإكليل على طول مسارات مماثلة، لذلك كان من المفترض أن تشرق البقعتان في وقت واحد تقريبًا في الغلاف الجوي وفقًا للنموذج، لكن البيانات الرصدية تظهر فجوة زمنية قدرها 0.75 بينهما". خوسيه دي أغيري سيمونيز، المؤلف الأول للورقة من البرازيل.
قد تبدو الفجوة البالغة 0.75 ثانية غير ذات صلة، لكن الباحثين حسبوا أن الفجوة القصوى وفقًا للنموذج يجب أن تكون 0.42 ثانية عند أخذ جميع التكوينات الهندسية الممكنة في الاعتبار. وكان الرقم الحقيقي أعلى بنسبة 80٪ تقريبًا. "لقد استخدمنا تقنية إحصائية متطورة لاستنتاج الفجوات الزمنية بين أزواج نقاط التتبع، وقمنا بتقدير أوجه عدم اليقين في هذه القيم باستخدام طريقة مونت كارلو. وبالإضافة إلى ذلك، تم فحص النتائج باستخدام محاكاة نقل الإلكترون والمحاكاة الهيدروديناميكية الإشعاعية. باستخدام كل هذه الموارد، تمكنا من بناء سيناريوهات مختلفة لزمن رحلة الإلكترونات بين الإكليل والكروموسفير ووقت إنشاء الإشعاع AA. وقال سيمونيش: "إن جميع السيناريوهات التي استندت إلى عمليات المحاكاة أظهرت فجوات زمنية أصغر بكثير من بيانات الرصد".
كان أحد السيناريوهات التي تم اختبارها هو الحركة الحلزونية والاحتجاز المغناطيسي للإلكترونات في الإكليل. "باستخدام محاكاة نقل الإلكترون، قمنا بدراسة السيناريوهات التي تضمنت عدم التماثل المغناطيسي بين نقاط الاستيقاظ للثوران. وتوقعنا أن الاختلافات بين أوقات اختراق الإلكترونات في الغلاف الشمسي ستكون متناسبة مع الفرق في قوة المجال المغناطيسي بين نقاط الاستيقاظ، والتي من شأنها أيضًا أن تزيد من الاختلاف في عدد الإلكترونات التي تصل إلى الغلاف الجوي بسبب تأثير الاصطياد المغناطيسي. لكن تحليل بيانات ملاحظات الأشعة السينية التي قمنا بها أظهر وقال: "إن شدة النقاط النزرة كانت متشابهة جدًا، مما يشير إلى ترسب كميات مماثلة من الإلكترونات في هذه المناطق ويستبعد ذلك كسبب للاختلافات الزمنية في الانبعاث المرصود".
وأظهرت عمليات المحاكاة الهيدروديناميكية الإشعاعية أيضًا أن الجداول الزمنية للتأين وإعادة التركيب في الغلاف اللوني كانت قصيرة جدًا بحيث لا يمكنها تفسير الفجوات الزمنية. "لقد تخيلنا الجدول الزمني لانبعاث AA. قمنا بحساب انتقال الإلكترونات إلى الغلاف الجوي وترسب طاقة الإلكترون وتأثيراتها على البلازما: التدفئة؛ الانتشار؛ التأين واندماج ذرات الهيدروجين والهيليوم. الإشعاع الناتج على الفور، والذي يسبب إطلاق الطاقة الزائدة. يتم إنشاء إشعاع AA نتيجة لزيادة كثافة الإلكترون في الغلاف الجوي بسبب تأين الهيدروجين، والذي يكون في البداية في حالة محايدة في البلازما. وأظهرت عمليات المحاكاة أن التأين وانبعاثات AA تحدث على الفور تقريبًا بسبب اختراقها الإلكترونات المتسارعة، وبالتالي لا يمكن تفسير الفجوة البالغة 0.75 ثانية بين انبعاثات النقاط التتبعية." قال سيمونش.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
