تتكهن سلسلة “الأرض الخيالية” بما قد يكون عليه العالم في حال تغيّر أحد الجوانب الرئيسية للحياة ، سواء كان ذلك مرتبطًا بالكوكب أو بالبشرية نفسها.

من المعروف أن  الحلقات الخاصة بزحل تمنحه جلالة تليق بكوكب سمي على اسم ملك جبابرة، تتكون حلقات زحل بالكامل تقريبًا من أجزاء وقطع من الجليد ويمتد عرضها لآلاف الأميال ، وهي أكثر ميزاته سحرًا بحيث أن البشر قد فتنوا بها منذ اكتشافها لأول مرة بواسطة جاليليو بالتلسكوب عام 1610.

كيف ستبدو الأرض لو كانت متوجة بحلقات؟ ابتكر رسام الفضاء والخيال العلمي رون ميلر صورًا غير عادية لكيفية ظهور السماء إذا كانت الأرض تمتلك حلقات.

المكان الأكثر استقرارًا للحلقات هو حول خط الاستواء ، لذا فإن مظهر الحلقات يختلف باختلاف خط العرض. على سبيل المثال ، بالقرب من خط الاستواء في كيتو ، الإكوادور ، سترى الحلقات من الحافة الداخلية فصاعدًا، لذا ستبدو كخط رفيع يرتفع مباشرة من الأفق. وعلى نقيض ذلك ، بالقرب من الدائرة القطبية الشمالية ، قد تبدو الحلقات وكأنها سنام في الأفق،  وفي خطوط العرض الأكثر اعتدالًا ، ستبدو الحلقات مثل قوس عملاق ، يمر من أحد طرفي السماء إلى الطرف الآخر.

هذه الحلقات المتلألئة لن تشرق ولن تغرب ، وستظهر دائمًا في نفس المكان بالضبط في السماء لذا ستكون هذه المعالم الكونية مرئية ليلا ونهارا. 

صخرة مشرقة

ستختلف الحلقات الافتراضية للأرض بشيء أساسي واحد عن حلقات زحل وهو أنه لن يكون لديها جليد وذلك لأن الأرض تقع على مسافة أقرب إلى الشمس من كوكب زحل ، لذا فإن الإشعاع الصادر عن شمسنا قد يتسبب في إبعاد أي جليد في حلقات الأرض.

ومع ذلك ، حتى لو كانت حلقات الأرض مصنوعة من الصخور ، فقد لا يعني ذلك أنها ستكون مظلمة حيث أن صخرة القمر رمادية اللون إلى حد كبير، والقمر يعكس فقط حوالي 12٪ من الضوء الساقط عليه. قال كاليب شارف ، مدير علم الأحياء الفلكية بجامعة كولومبيا في مدينة نيويورك ، إن البدر “يبدو ساطعًا حقًا لأن هناك الكثير من الضوء يسقط عليه ، ولأنه قريب جدًا منا”.

ما مدى سطوع حلقات الأرض؟ قال شارف لـ Live Science: “يضرب حوالي 1300 واط من ضوء الشمس لكل متر مربع الجزء العلوي من الغلاف الجوي للأرض …. إذا كانت الحلقات تعكس حتى 10٪ من ذلك ، فإننا نتحدث عن كل متر مربع يعكس قدر الضوء الذي ينتج عن مصباح كهربائي بقوة 130 واط.”

أقرب من القمر: 

ما مدى قرب الحلقات من الأرض؟ وهل تؤثر  على مسار الطائرات ؟

أقرب ما يمكن أن تكون عليه الحلقات الافتراضية هو في مكان ما فوق طبقة الغلاف الجوي المعروفة باسم الغلاف الحراري، والتي يصل ارتفاعها إلى 620 ميلًا (1000 كيلومتر)، وفقًا لمؤسسة الجامعة لأبحاث الغلاف الجوي. لذا ، فإن الطائرات التجارية ، التي تطير عادةً لمسافة تصل إلى 7 أميال (11 كم) ، ستكون بخير. (سنناقش الأقمار الصناعية والسفر إلى الفضاء لاحقًا.) وفي الوقت نفسه ، فإن مقاومة الغلاف الجوي ستؤدي إلى إسقاط أي مادة حلقية تنحدر إلى مستوى منخفض للغاية. إذا حدث هذا ، فإن المادة الصخرية ستحترق مثل شهاب في خط ناري.

إلى أي مدى يمكن أن تمتد الحلقات من الأرض؟ أي جسم يدور حول مسافة معينة من الأرض ، والمعروف باسم حد روش ، سوف ينكسر بسبب قوة الجاذبية الأرضية. بمجرد كسرها ، ستنضم هذه الأشياء المحطمة إلى الحلقة الصخرية. على سبيل المثال ، أي جسم في حجم قمر الأرض انخفض إلى ما دون 7،365 ميلاً (11،850 كم) من سطح الأرض سوف يتفكك ، مكونًا حلقة حول الكوكب.

بشكل عام ، من المحتمل أن تتمركز الحلقات الخارجية الافتراضية للأرض بالقرب من كوكبنا أكثر من قمر الأرض.

حلقة واحدة أم حلقات؟ قمر أم أقمار؟

يعتمد ما إذا كانت الأرض تحتوي على حلقة واحدة أو عدة حلقات على ما إذا كانت الأرض تمتلك أيضًا “أقمار راعية” – وهي أقمار صغيرة تزيل الفجوات بين الحلقات وتساعد على إبقاء الجزيئات محصورة داخل حلقة – تمامًا مثل كلب الراعي الذي يمنع الأغنام من الضلال. تمتلك حلقات زحل عددًا من أقمار الراعي ، مثل بروميثيوس. قد تشبه أقمار الراعي في حلقات الأرض الافتراضية اللآلئ اللامعة التي تدور حول حواف الحلقات.

قال شارف إنه من غير المحتمل أن يكون للأرض حلقات طويلة الأمد إذا استمرت في امتلاك قمر كبير كما هو الحال الآن. وأوضح أن قوى الجاذبية نفسها التي يمارسها القمر على الأرض لإحداث المد والجزر قد تعطل الحلقات ، مما يؤدي إلى انهيارها.

هبوط الظلال: 

اعتمادًا على الوقت من اليوم والموسم وخط العرض الذي يقع فيه المشهد ، قد يسقط ظل الأرض على الحلقات. قال شارف إن ظل الأرض سيبدو بيضاوي الشكل على حلقاته ، “ويتحرك بمرور الوقت”. (سيبدو ظل الأرض على شكل بيضاوي بدلاً من دائري لنفس السبب الذي يجعل ظلك يبدو ممتدًا مقارنة بك).

خلال الاعتدالات ، تقع الشمس على نفس مستوى الحلقات. في هذه الأوقات ، عند خطوط العرض الوسطى للأرض سيبدو ظل الكوكب ممتدا عبر الحلقات إلى أقصى حد ، مما يؤدي إلى إغراق أجزاء كبيرة من الحلقات في الظلام. عند خط الاستواء ، ستبدو الحلقات وكأنها تقسم الشمس ، وتلقي بظلالها الدرامية على نصف العالم.

وبالمثل ، فإن الحلقات نفسها تلقي بظلالها على الأرض. خلال الصيف في نصف الكرة الشمالي والشتاء في نصف الكرة الجنوبي ، تلقي الحلقات بظلالها على نصف الكرة الجنوبي والعكس صحيح. قد يعني هذا أن الشتاء في كلا نصفي الكرة الأرضية قد يكون أكثر برودة وشدة مما هو عليه على كوكب الأرض حاليا. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، قد يؤدي “اللمعان الدائري” إلى زيادة الضوء الكلي الذي تتلقاه الأرض ، “لذا من الصعب تحديد تأثيرات المناخ ،” كما قال شارف.

من حيث الجوهر ، على الرغم من أن رؤية الأرض الحلقية قد تبدو وكأنها خيال ، إلا أنها قد تكون – للحظة من الزمن – صحيحة.

تلألأ الشفق القطبي المتوهج في سماء شمال المحيط الأطلسي في 15 أبريل 1912 – الليلة التي غرقت فيها سفينة تايتنك RMS. الآن ، يشير بحث جديد إلى أن العاصفة المغناطيسية الأرضية خلف الأضواء الشمالية قد تكون السبب في تعطيل أنظمة الملاحة والاتصالات بالسفينة وفي إعاقة جهود الإنقاذ ، مما أدى إلى تأجيج الكارثة التي أودت بحياة أكثر من 1500 راكب.

وصف شهود عيان توهجات الشفق القطبي في المنطقة أثناء غرق التايتانيك ، حيث شهد أحد المراقبين أن “الأضواء الشمالية كانت قوية جدًا في تلك الليلة” ، حسبما أفادت ميلا زينكوفا ، باحثة ومصورة طقس مستقلة ، في دراسة جديدة نُشرت على الإنترنت في 4 أغسطس. في مجلة Weather.

وفقا لناسا، يتشكل الشفق القطبي من العواصف الشمسية أي عندما تطرد الشمس تيارات عالية السرعة من الغاز المكهرب التي تتجه نحو الأرض. نظرًا لتصادم الجسيمات المشحونة والطاقة مع الغلاف الجوي للأرض، تنتقل بعضها عبر خطوط المجال المغناطيسي للتفاعل مع الغازات الموجودة في الغلاف الجوي، متوهجة باللون الأخضر والأحمر والأرجواني والأزرق. يمكن أن تتداخل هذه الجسيمات المشحونة أيضًا مع الإشارات الكهربائية والمغناطيسية ، مما يتسبب في حدوث ارتفاعات وتذبذبات .

قد تكون هذه العاصفة الشمسية – التي تسمى أيضًا عاصفة مغناطيسية أرضية – القوية بما يكفي لإنتاج شفق قطبي قد أثرت أيضًا على البوصلات والاتصالات اللاسلكية في سفينة تايتانيك وعلى السفن القريبة التي تحاول مساعدتها.

كانت الأضواء الشمالية واضحة للغاية عندما غرقت تيتانيك حيث كتب جيمس بيسيت ، الضابط الثاني في آر إم إس كارباثيا (السفينة المنقذة للناجين من تايتانيك) في سجله في ليلة 14 أبريل 1912: “لم يكن هناك قمر ، لكن الشفق القطبي كان يتلألأ مثل شعاع القمر وكان منطلقا من الأفق الشمالية “. أفادت زينكوفا في تقرير تم إجراؤه بعد خمس ساعات ، أنه لا يزال بالإمكان رؤية “أشعة خضراء” للشفق القطبي بينما تقترب سفينة كارباثيا من قوارب نجاة تايتانيك.

وصف الناجون أيضًا الأضواء الشمالية من قوارب النجاة في حوالي الساعة 3 صباحًا بالتوقيت المحلي حيث كتب لورانس بيسلي ، أحد الناجين من تيتانيك ، أن التوهج “يتقوس في اتجاه مروحي عبر السماء الشمالية ، مع شرائط خافتة تصل إلى النجم القطبي “.

في نفس الوقت الذي كانت فيه الجسيمات المشحونة في العاصفة الشمسية تولد عرضًا ضوئيًا جميلًا، كان من الممكن أيضًا أن تتجاذب بوصلة التايتانيك. وقالت زينكوفا في الدراسة إن انحرافًا بمقدار 0.5 درجة فقط كان سيكفي لتوجيه السفينة بعيدًا عن الأمان ووضعها في مسار التصادم المميت نحو الجبل الجليدي.

الإشارات المروعة ! 

كانت إشارات الراديو في تلك الليلة أيضًا “مروعة” ، كما أفاد مشغلو سفينة  بالتيك  (كانت سفينة بالتيك واحدة من السفن التي استجابت لنداء الاستغاثة الذي أجرته تيتانيك، لكن سفينة كاراباثيا وصلت إلى هناك أولاً ، وفقًا لمكتبة أرمسترونج براوننج في بايلور. جامعة في واكو ، تكساس). لم تُسمع إشارات SOS التي أرسلتها تيتانيك إلى السفن القريبة، ولم يتم تلقي أي ردود على تايتانيك ، وفقًا لزينكوفا.

وكتبت أن “التقرير الرسمي عن غرق تيتانيك يشير إلى أن هواة الراديو قد تسببوا في حدوث تداخل من خلال التشويش على موجات الراديو، وبالتالي منعوا الإرسال الدقيق لإشارات الطوارئ إلى السفن الأخرى في المنطقة المجاورة”.

“ومع ذلك ، في الوقت الذي كانت لديهم معرفة غير كاملة بالتأثير الذي قد تحدثه العواصف المغناطيسية الأرضية على طبقة الأيونوسفير وتعطيل الاتصال، يُقترح هنا أن العاصفة المغناطيسية الأرضية المعتدلة إلى القوية بالقرب من الشفق القطبي كان لها تأثير سلبي على تلقي معلومات دقيقة لإشارات الاستغاثة من السفن المجاورة، هذا بالإضافة إلى التداخل من مشغلي الراديو الهواة “.

كتب زينكوفا أنه إذا حدث اضطراب مغناطيسي أرضي من عاصفة شمسية ، “فقد يكون قد أثر على جميع جوانب هذه الكارثة ” ، بما في ذلك أخطاء الملاحة التي تسببت في الاصطدام بالجبل الجليدي، واتصالات SOS الفاشلة التي أخرت وصول سفن الإنقاذ.

على الرغم من أن سفينة تيتانيك قد غرقت منذ أكثر من 100 عام ، إلا أن قصة تلك الرحلة المشؤومة ونهايتها المأساوية لا تزال مثيرة وملفتة حيث أن الأشياء التي تم استردادها من ذلك اليوم المشؤوم فرضت أسعار باهظة في المزاد، مثل قائمة غداء من الدرجة الأولى من 14 أبريل والتي بيعت مقابل 88000 دولار في عام 2015 ، و “عصا مصباح يدوي” مضاءة بالبطارية لراكب ناجٍ من الموت والتي بيعت مقابل 62500 دولار في 2019.

وعلى الرغم من أن هيكل السفينة لم يتأثر، فإن الحطام نفسه يتفكك بسرعة. عندما زار فريق من المستكشفين تيتانيك في أغسطس من عام 2019 – وهم أول غواصين يقومون بذلك منذ 14 عامًا – وجدوا أن جزءًا من الجانب الأيمن للسفينة – حيث توجد العديد من الغرف الخاصة برجال الدولة – قد تآكل بفعل تيارات المحيط القوية والميكروبات التي تدمر المعادن والملح المسببة للتآكل.

^{Image Credit & Copyright: Joe Randall}

هل سبق لك وأن شاهدت عاصفة رعدية في هذه الحالة الرهيبة ؟

من الغريب أن التفاصيل حول كيفية تشكل البرق تظل موضوعًا للبحث، وكل ما هو معروف هو أن التيار الصاعد يحمل بلورات ثلجية خفيفة في تصادمات مع كرات جليدية أكبر وأكثر ليونة ، مما يتسبب في أن تصبح البلورات الأصغر شحنة موجبة. وبعد فصل الشحنة الكافية ، يحدث التفريغ الكهربائي السريع الذي يحدث في البرق.

 عادةً ما يأخذ البرق مسارًا متعرجًا ، حيث يسخن بسرعة عمودًا رقيقًا من الهواء إلى حوالي ثلاثة أضعاف درجة حرارة سطح الشمس ومن ثم تبدأ موجة الصدمة الناتجة بشكل أسرع من الصوت وتتحلل في الصوت العالي المعروف بالرعد.

الصواعق الصاعقة شائعة في السحب أثناء العواصف المطيرة، وفي المتوسط تحدث 44 صاعقة على الأرض كل ثانية. في الصورة ، تم تجميع أكثر من 60 صورة لالتقاط تدفق السحب الناتجة عن البرق في يوليو فوق كولورادو سبرينغز ، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكية.

^{Composite Image Credit & Copyright: Adam Block and Tim Puckett}

ماذا لو رأينا كيف يبدو القمر مقابل مجرة المرأة المسلسلة (M31) ؟ التي تعد أقرب مجرة إلى مجرتنا درب التبانة بحيث تبعد عنا حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية وتظهر في سمائنا عند رؤيتها بالعين المجردة كبقعة صغيرة، خافتة وغامضة لدرجة أن مراقبي السماء العاديين لا يستطيعون الاستمتاع بمنظرها المذهل والممتد في سماء أرضنا الليلية. 

في هذه الصورة المركبة تم وضع مجرة المرأة المسلسلة مقابل القمر لمقارنة الحجم الزاوي لهذه المجرة مع أحد أكثر المشاهد السماوية إشراقا و شيوعا، حيث أنه تم الجمع بين التعريض العميق للمرأة المسلسلة التي تلاحق مجموعات النجوم الزرقاء الجميلة في أذرعها الحلزونية البعيدة عن اللب الأصفر الساطع، مع القمر شبه الكامل.

 يظهر القمر بنفس المقياس الزاوي مغطيا حوالي نصف درجة في السماء، بينما من الواضح أن هذه المجرة تبدو أكبر عدة مرات من هذا الحجم. 

تجدر الإشارة إلى أن هذا التعريض العميق للمرأة المسلسلة يضم أيضًا مجرتين تابعتين ساطعتين ، M32 و M110 (أسفل ويمين M31).

في هذه الليلة سيقع حد القمر الاحدب المتزايد إلى الغرب مباشرة من خليج Sinus Iridum (خليج قوس قزح) .

هذه السمة الدائرية التي يبلغ  قطرها 155 ميلاً (249 كم) عبارة عن فوهة صدمية كبيرة غمرتها المياه البازلتية نفسها التي ملأت أكبر بكثير من بحر الأمطار إلى الشرق وبالتالي أخذت شكل مقبض دائري الشكل على الجهة الغربية. 

نتج أثر المقبض الذهبي ” Golden Handle” عن طريق ضوء الشمس المائل الذي ينور الجانب الشرقي لسلسلة جبال جورا البارزة المحيطة بالخليج في الشمال والغرب.

من الجدير ذكره أن خليج قوس قزح  شبه خالي من الحفر ، لكنه يستضيف مجموعة من الظُهرات الشمالية الشرقية أو “حواف التجاعيد” التي تم الكشف عنها في هذه المرحلة.

في حال كنت من محبي مراقبة القمر وكان القمر جارك الذي تلجأ إليه لتحدثه بكل ما بداخلك فمن المؤكد أنك ستلاحظ أن جزءه المضاء بنور الشمس يتفاوت تدريجيا من يوم لآخر .

الدورة القمرية أو الشهر القمري – عندما يمر القمر بجميع أطواره من مرحلة المحاق إلى البدر إلى المحاق مرة أخرى – تتم في 29.5 يوم . 

في هذه الصورة يمكن أن ترى أن القمر مكتمل في جميعها، لكن من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين، تُظهر هذه الصور أطوار القمر خلال شهر قمري كامل في أغسطس 2019 من راغوزا ، صقلية ، إيطاليا ، من كوكب الأرض. 

بالنسبة لمشروع الدورة القمرية هذا، تعرض هذه اللوحات صورًا لمراحل القمر في أزواج بحيث يتم إقران كل صورة فردية مع صورة أخرى مفصولة بنحو 15 يومًا، أو ما يقارب نصف شهر قمري. ونتيجة لذلك ، تكمل الأجزاء المعاكسة المضاءة بنور الشمس القرص القمري ويسير خط الظل عند حدود الليل والنهار القمريين  بثبات عبر الجانب القريب المألوف للقمر. 

وللتأكد من استيعاب هذه اللوحات ما هي المرحلة القمرية التي قد تقترن بالقمر الليلة؟؟ 

سيستمر الاقتران الشهري القمري مع الكواكب الغازية العملاقة – المشتري وزحل- حيث انه بعد 24 ساعة من التحرك نحو الشرق سيتربع الأحدب المتزايد اللامع على بعد 3.6 درجة إلى الجنوب السماوي من زحل المصفر في السماء الجنوبية بعد فترة الغسق. 

 يتناسب القمر وزحل مع مجال رؤية المنظار وسيظهر كوكب المشتري الأكثر إشراقًا ويتمركز على يمين هذا الثنائي. 

بحلول الوقت الذي يتلاشى فيه القمر وزحل -قبل الساعة 1 صباحًا بالتوقيت المحلي بقليل- سينفصل القمر بعيدا عن زحل وسيقوم الدوران النهاري للسماء بخفض زحل نحو يمين القمر. 

تُظهر الصور الجديدة التي تم إنشاؤها باستخدام بيانات من المركبة الفضائية الهالكة كاسيني التابعة لناسا أن النصف الشمالي لقمر إنسيلادوس قد ظهر الجليد مؤخرًا على سطحه. تضيف هذه المعلومات الجديدة إلى النشاط المعروف في نصف الكرة الجنوبي ، حيث رصدت كاسيني أكثر من 100 من الينابيع الساخنة التي تنفث المياه الجليدية إلى الفضاء.

رصد الباحثون التغيرات الشمالية بعد النظر إلى وجود البصمات الحرارية لقمر إنسيلادوس، باستخدام ضوء الشمس المنعكس الذي تم تحليله بواسطة أداة قياس طيف الخرائط المرئية والأشعة تحت الحمراء من كاسيني ، أو VIMS.

“بفضل عيون الأشعة تحت الحمراء هذه [على كاسيني] ، يمكنك العودة بالزمن إلى الوراء والقول إن منطقة كبيرة واحدة في النصف الشمالي للقمر تبدو أيضًا شابة وربما كانت نشطة منذ وقت ليس ببعيد ، في الجداول الزمنية الجيولوجية ،” جابرييل توبي ، أحد المشاركين في الدراسة – كاتب وعالم VIMS في جامعة نانت في فرنسا ، في بيان ناسا.

قام الفريق بدمج بيانات VIMS مع الصور المرئية التي التقطتها كاسيني لإنشاء خريطة جديدة لقمر إنسيلادوس بأطوال موجية متعددة من الضوء، بالأشعة تحت الحمراء والمرئية. وتوصل الباحثون إلى أن هذه الخريطة تظهر أن إشارات الأشعة تحت الحمراء تتطابق مع النشاط الجيولوجي الأخير على القمر.

على سبيل المثال ، تتوافق البصمات الحرارية مع تشققات النمر الشهيرة بالقرب من القطب الجنوبي لإنسيلادوس وتجدر الإشارة إلى أن  تشققات النمر هذه تعتبر منصة إطلاق الينابيع الساخنة الخاصة بالقمر والتي ترسل الماء والمواد الأخرى من المحيط الجوفي لإنسيلادوس إلى الفضاء.

والأمر الذي زاد دهشة العلماء هو أن هذه الخريطة الجديدة تظهر أيضًا ملامح الأشعة تحت الحمراء في النصف الشمالي للقمر بحيث تشير البيانات إلى أن الظهور الجليدي حدث أيضًا في الشمال ، لكن كيف لم يتضح بعد. قال أعضاء الفريق إن التغييرات قد تكون بسبب المزيد من النفاثات الجليدية ، أو حركات الجليد البطيئة من خلال الشقوق في القشرة.

إنسيلادوس هو أحد أكثر الأماكن الواعدة للحياة الفضائية في النظام الشمسي حيث أنه بالإضافة إلى المحيط تحت السطحي والنشاط الجيولوجي الذي يتمتع به ، من المحتمل أن يكون للقمر مصدر طاقة يمكن للكائنات الاستفادة منه – ربما تكون التفاعلات الكيميائية مشابهة لتلك التي تحافظ على الحياة بالقرب من المخارج الحرارية المائية في أعماق البحار في الأرض.

لا توجد مهمة مستقبلية مخططة حتى الآن للانطلاق إلى إنسيلادوس ، على الرغم من أن العلماء قدموا فكرة لمهمة واحدة خلال عرض تقديمي نسقته الأكاديميات الوطنية الأمريكية للعلوم في 31 مارس إلا أنه في الوقت الراهن يجب على الباحثين الاعتماد على البيانات التي جمعتها البعثات القديمة.

سوف تكون كاسيني مساعدة مستمرة في توفير مثل هذه المعلومات حيث أن هذه البعثة جمعت بيانات حول زحل وأقماره العديدة لمدة 13 عامًا قبل أن يتم إهلاكها  ، بسبب انخفاض الوقود ، في عملية تدمير متعمدة في الغلاف الجوي السميك للكوكب الغازي العملاق. 

تُظهر ملاحظات كاسيني طويلة المدى كيف تغير الكوكب وأقماره بمرور الوقت ، مما يوفر أسئلة جوهرية للمركبات الفضائية المستقبلية لاستكشافه بمزيد من التفصيل.

نُشرت الدراسة الجديدة على الإنترنت الشهر الماضي في مجلة إيكاروس. قاد البحث روزين روبديل ، الباحث في مختبر علم الكواكب والديناميكا الجيولوجية في المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS).

اكتسبت الهالة الشمسية – وهي الجزء الخارجي من الغلاف الجوي للشمس – على شكلها وعلى هذه الحرارة التي تصل إلى ملايين الدرجات المئوية بسبب المجال المغناطيسي للشمس . 

لطالما تم الافتراض بأن درجة الحرارة العالية في الهالة الشمسية  ناتجة عن عدد لا يحصى من انفجارات الطاقة المغناطيسية الصغيرة التي تسمى بالنانو فليرز (Nanoflarees) ، مدفوعة بالعملية الأساسية لإعادة الاتصال المغناطيسي، لكن اكتشف علماء الفلك الشمسي مؤخرا بواسطة مهمة (IRIS) نفاثات النانو السريعة جدا والمتفجرة ، والتي تعتبر العلامة المميزة للنانو فليرز (Nanoflares)  القائمة على إعادة الاتصال المؤدي إلى تسخين الهالة الشمسية. 

النانو فليرز (Nanoflares)  هي انفجارات صغيرة على الشمس لكن من الصعب اكتشافها وذلك لأنها سريعة وصغيرة جدًا، مما يعني أنه من الصعب التعرف عليها من خلال سطح الشمس المشرق.

في 3 أبريل 2014، خلال ما يُعرف بحدث المطر الإكليلي عندما تتساقط تيارات من البلازما المبردة من الهالة إلى سطح الشمس تبدو بحيث تبدو وكأنها شلال هائل تقريبًا ، لاحظ علماء الفلك الشمسي ظهور نفاثات ساطعة بالقرب من نهاية الحدث.

هذه الومضات المميزة هي نفاثات النانو  – وهي عبارة عن بلازما ساخنة تنتقل بسرعة كبيرة بحيث تظهر على الصور كخطوط رفيعة لامعة تُرى داخل الحلقات المغناطيسية على الشمس – و تعتبر نفاثات النانو دليلًا رئيسيًا على وجود النانو فليرز (Nanoflares)  .

يُعتقد أن نفاثات النانو قد بدأت من خلال عملية تعرف باسم إعادة الاتصال المغناطيسي حيث يتم إعادة تنظيم الحقول المغناطيسية الملتوية بشكل متفجر.

يمكن أن تؤدي عملية إعادة الاتصال إلى إعادة اتصال أخرى ، مما يؤدي إلى حدوث سيل من النفاثات النانوية في الهالة الشمسية ، وهي عملية يمكن أن تولد الطاقة التي تسخن الهالة.

قال المؤلف الرئيسي الدكتور باتريك أنتولين ، الباحث في جامعة نورثمبريا: “يمكن لخطوط المجال المغناطيسي المنحرفة أن تنكسر وتعيد الاتصال، وتنتج نانوفليرز (Nanoflares) في عمليات تشبه الانهيارات الجليدية”.

“ومع ذلك ، لا توجد ملاحظات مباشرة وفريدة من نوعها لمثل هذه النانوفليرز (Nanoflares) حتى الآن، وعدم وجود دليل قاطع يلقي بظلال من الشك على إمكانية حل لغز درجات الحرارة العالية جدا في الهالة الشمسية.”

تجمع صور IRIS عالية الدقة من خلال التركيز على جزء صغير من الشمس في وقت واحد، لذا فإن مراقبة أحداث معينة هي مزيج من التخمين المدروس وتركيز النظر في المكان المناسب في الوقت المناسب.

بمجرد تحديد نفاثات النانو على خلفية المطر الإكليلي ، قام الدكتور أنتولين وزملاؤه بالتنسيق مع مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لناسا ومرصد ناسا / جاكسا هينود للحصول على رؤية كاملة للشمس، وتأكيد ما إذا كانوا يكتشفون النفاثات النانوية أم لا و تأثيرها على الهالة.

جمع الباحثون بين الملاحظات العديدة والمحاكاة المتقدمة لإعادة إنشاء الأحداث التي رأوها على الشمس.

وأظهرت النماذج أن النفاثات النانوية كانت دليلاً واضحًا على إعادة الاتصال المغناطيسي والنانوفليرز (Nanoflares)، مما ساهم في التسخين الإكليلي في المحاكاة.

قال الدكتور أنتولين: “من خلال الملاحظات المنسقة متعددة النطاقات عالية الدقة ، اكتشفنا دليلًا على وجود نفاثات نانوية سريعة للغاية ومتفجرة ، وهي علامة مميزة للنانوفليرز (Nanoflares) القائمة على إعادة الاتصال مما يؤدي إلى التسخين الإكليلي”.

“وبالتالي نفاثات النانو هي الدليل الرئيسي  لحل لغز تسخين الهالة الشمسية  القائم على إعادة الاتصال المغناطيسي.”

وقال العلماء: “هناك المزيد من الدراسات التي يتعين القيام بها لتحديد وتيرة النفاثات النانوية في جميع أنحاء الشمس ، ومقدار الطاقة التي تساهم بها في تسخين الهالة الشمسية”.

“للمضي قدمًا ، يمكن لبعثات مثل NASA / ESA Solar Orbiter و Parker Solar Probe التابع لناسا تقديم مزيد من التفاصيل في العمليات التي تسخن الهالة الشمسية “. 

في نوع من الصدفة الكونية ، وجد الباحثون كوكبًا خارجيًا بحجم الأرض يدور في مداره حول نجمه كل 3.14 يومًا بحيث يدور حول نجمه بسرعة 291000 كيلومتر في الساعة (181000 ميل في الساعة) ، وتقدر درجة حرارة سطح الكوكب بحوالي 176 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت) ، وهي مناسبة تقريبًا لخبز فطيرة حقيقية.

تم العثور على هذا الكوكب في البيانات التي تم التقاطها عام 2017 بواسطة مهمة K2 الموسعة لتلسكوب الفضاء Kepler Space Telescope وتم تأكيدها باستخدام SPECULOOS ، وهي شبكة من التلسكوبات الأرضية. وصفت ورقة بحثية في المجلة الفلكية هذا الاكتشاف بعنوان: ” π (باي) الأرض: كوكب بحجم الأرض يدور حول نجمه كل  3.14 يومًا من مطبخ K2 يقدمه فريق SPECULOOS دافئًا.” مضيفا المؤلف المشارك جوليان دي فيت على ذلك : “الجميع بحاجة إلى القليل من المرح هذه الأيام”.

يمثل هذا الكوكب ، المصنف كـ K2-315b ، النظام الشمسي رقم 315 الذي تم اكتشافه في بيانات K2،  ويبلغ نصف قطره 95 بالمائة من قطر الأرض ، وبينما يُعتقد أنه عالم أرضي ، فإن مداره القريب ودرجات الحرارة المرتفعة الناتجة تجعله غير مضيفا أبدا للحياة على سطحه.

قال المؤلف الرئيسي براجوال نيراولا – طالب دراسات عليا في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا- : “سيكون هذا الجو حارًا جدًا بحيث لا يمكن العيش فيه” لكنه أضاف أنه قد يكون مرشحًا واعدًا لتحليل الغلاف الجوي بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

يقول نيراولا: “سيكون هناك المزيد من الكواكب المثيرة للاهتمام في المستقبل ، في الوقت المناسب تمامًا بالنسبة لـ JWST ، وهو تلسكوب مصمم لاستكشاف الغلاف الجوي لهذه العوالم الغريبة”. “باستخدام خوارزميات أفضل ، نأمل يومًا ما أن نتمكن من البحث عن كواكب أصغر، حتى ولو كانت صغيرة مثل المريخ.