استخدم علماء الفيزياء الشمسية من شركة لوكهيد مارتن ومجموعة الفيزياء الشمسية ومجموعة أبحاث الغلاف الجوي العلوي بقسم الرياضيات التطبيقية بجامعة شيفيلد ، المملكة المتحدة نمذجة الكمبيوتر وبعض الصور عالية الدقة التي تم التقاطها على الإطلاق للغلاف الشمسي لشرح سبب الطائرات الأسرع من الصوت التي تطلق باستمرار من خلال الغلاف الجوي المنخفض للشمس.
نتائجهم ، التي تظهر كقصة الغلاف في عدد الغد من مجلة الطبيعة ، تتناول مباشرة أصل هذه الطائرات ، تسمى spicules. كان أصل الشُّعَب لغزًا منذ اكتشافها عام 1877. قد تؤدي هذه النتائج إلى فهم أفضل لكيفية دفع المادة إلى أعلى في الهالة الشمسية لتكوين الرياح الشمسية ، وهو تيار من الجسيمات المنبعثة باستمرار من الشمس التي تجتاح عبر مدار الأرض. يمكن أن تؤثر اضطرابات الرياح الشمسية على الغلاف الجوي العلوي وبيئة الفضاء حول الأرض وتضر بالأقمار الصناعية في المدار.
كان الجمع بين النمذجة الحاسوبية والصور الجديدة عالية الدقة التي تم التقاطها باستخدام التلسكوب الشمسي السويدي بطول متر واحد (SST) في جزيرة لا بالما في إسبانيا والبيانات المأخوذة في وقت واحد مع اثنين من الأقمار الصناعية في الفضاء ، أمرًا حاسمًا لمعرفة كيفية تكوين الحويصلات ،؟ قال الدكتور بارت دي بونتيو ، أحد الباحثين الرئيسيين في الدراسة ، وفيزيائي الطاقة الشمسية في مختبر لوكهيد مارتن للطاقة الشمسية والفيزياء الفلكية (LMSAL) في مركز التكنولوجيا المتقدمة التابع للشركة في بالو ألتو ، كاليفورنيا. لتوفير الحلقة المفقودة بين مشاهدات سطح الشمس ، المأخوذة بأداة MDI على متن القمر الصناعي ESA / NASA؟ المرصد الشمسي ومرصد الغلاف الجوي (SOHO) ، وملاحظات الطائرات في الجو الشمسي المنخفض المأخوذ مع SST و NASA المنطقة الانتقالية والقمر الصناعي Coronal Explorer (TRACE).
Spicules هي نفاثات من الغاز أو البلازما مدفوعة إلى أعلى من سطح الشمس. يطلقون النار في الغلاف الجوي أو الهالة بسرعات تفوق سرعة الصوت تبلغ حوالي 50.000 ميل في الساعة ، ويصلون إلى ارتفاعات تبلغ 3000 ميل فوق سطح الشمس في أقل من خمس دقائق. على الرغم من وجود أكثر من 100000 شوكة في أي وقت في الغلاف الجوي المنخفض للشمس أو الغلاف الصفيحي ، إلا أنها تظل غير مبررة إلى حد كبير ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى صعوبة المراقبة للأجسام ذات عمر قصير للغاية (حوالي خمس دقائق) وصغر حجمها نسبيًا (300 ميل قطر الدائرة).
من خلال التقاط سلسلة من الصور عالية الدقة في وقت واحد مع التلسكوب الشمسي السويدي ، والتي تُظهر التفاصيل حتى 80 ميلاً ، ومع القمر الصناعي TRACE ، اكتشفنا أن هذه الطائرات غالبًا ما تحدث بشكل دوري ، عادةً كل خمس دقائق أو نحو ذلك ، في نفس الموقع ، ؟؟؟ قال البروفيسور روبرتوس إرد؟ ليي فون إف واي سيبينبرجن ، الباحث الرئيسي الآخر في الدراسة ، وأستاذ الرياضيات التطبيقية في مجموعة الفيزياء الشمسية ومجموعة أبحاث الغلاف الجوي العلوي بجامعة شيفيلد بالمملكة المتحدة. لقد طورنا نموذجًا حاسوبيًا لجو الشمس لإظهار أن تواتر الحويصلات سببه موجات صوتية على السطح الشمسي لها نفس فترة الخمس دقائق.
عادة ما تكون الموجات الصوتية على السطح الشمسي رطبة قبل أن تتمكن من الوصول إلى الغلاف الجوي للشمس. ومع ذلك ، De Pontieu و Erd؟ lyi و Stewart James ، حاصل على درجة الدكتوراه حديثًا. تحت إشراف البروفيسور إردلي في جامعة شيفيلد ، وجد أنه في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تخترق الموجات الصوتية منطقة التخميد وتتسرب إلى الغلاف الجوي الشمسي. يظهر نموذج الكمبيوتر الخاص بهم أنه بعد تسرب الموجات الصوتية إلى الغلاف الجوي ، تتطور إلى موجات صدمية تدفع المادة إلى أعلى ، وتشكل حويصلة.
قام دي بونتيو وزملاؤه بقياس الموجات والتذبذبات الفعلية على سطح الشمس ، باستخدام هذه القياسات لدفع نموذج الكمبيوتر الخاص بهم للغلاف الشمسي ، والذي توقع بعد ذلك الوقت الذي يجب أن ترتفع فيه نفاثات الغاز. كانوا متفاجئين بسرور عندما رأوا أن النموذج يتنبأ بدقة شديدة عندما يجب ملاحظة الطائرات على الشمس مع SST و TRACE.
- تحمل السبيقات أكثر من 100 ضعف الكتلة في الغلاف الجوي للشمس المطلوب لتغذية الرياح الشمسية. قال دي بونتيو ، مما يعني أنها ذات أهمية كبيرة لتوازن كمية الكتلة التي تدخل إلى الهالة وتخرج منها. مع الكشف عن أصول الحويصلات ، سيكون من الممكن دراسة ما إذا كانت الكتلة التي تحملها الحويصلات في الهالة الشمسية تساهم في الرياح الشمسية. ستركز الدراسات المستقبلية أيضًا على الدور الذي قد تلعبه موجات الصدمة في الغلاف الجوي العالي أو الهالة.
نتائج هذه الدراسة في ورقة نشرت في مجلة الطبيعة. المؤلفون هم دكتور بارت دي بونتيو من مختبر لوكهيد مارتن للطاقة الشمسية والفيزياء الفلكية ، والبروفيسور روبرتوس إردالي فون إف واي سيبينبرجين والدكتور ستيوارت جيمس من الفيزياء الشمسية ومجموعة أبحاث الغلاف الجوي العلوي بقسم التطبيقات التطبيقية. الرياضيات ، جامعة شيفيلد ، المملكة المتحدة. وجاء تمويل الدراسات من وكالة ناسا ، ومجلس أبحاث فيزياء الجسيمات وعلم الفلك في المملكة المتحدة ومؤسسة العلوم الوطنية المجرية.
يعد مختبر لوكهيد مارتن للطاقة الشمسية والفيزياء الفلكية جزءًا من مركز لوكهيد مارتن للتكنولوجيا المتقدمة؟ منظمة البحث والتطوير لشركة لوكهيد مارتن لأنظمة الفضاء. مقرها الرئيسي في بيثيسدا ، ماريلاند ، لوكهيد مارتن توظف حوالي 130،000 شخص في جميع أنحاء العالم وتشارك بشكل رئيسي في البحث والتصميم والتطوير وتصنيع ودمج أنظمة ومنتجات وخدمات التكنولوجيا المتقدمة. أعلنت الشركة عن مبيعات عام 2003 بقيمة 31.8 مليار دولار.
المصدر الأصلي: بيان صحفي LMSAL
