تُعرف شمسنا بثورانها العرضي للطاقة الذي يسمى التوهج الشمسي، والذي يمكن أن يؤدي إلى طقس فضائي قادر على تعطيل البنية التحتية للاتصالات والطاقة هنا على الأرض.
ولكن يجب أن نكون ممتنين حقًا لأننا لا نتواجد حول نجم ينفجر بما يسمى “التوهجات الفائقة” التي يمكن أن تكون أكثر نشاطًا بما يتراوح بين 100 إلى 10000 مرة من أقوى التوهجات الشمسية. من المحتمل أن يكون التوهج الفائق المنبعث من الشمس كارثيًا على الأرض، مما يتسبب في أضرار جسيمة للغلاف الجوي لكوكبنا ولأشكال الحياة التي تعتمد عليه. ولحسن الحظ، يمكن رؤية التوهجات الفائقة حول النجوم البعيدة جدًا لدرجة أنها مجرد نقاط ضوء في السماء من وجهة نظرنا.
تظهر هذه التوهجات النشطة لعلماء الفلك على أنها سطوع مفاجئ وشديد لتلك البقع البعيدة، وقد دفع هذا العلماء إلى لعب دور المحقق النجمي في سعيهم لاكتشاف سبب ثوران بعض النجوم بهذه القوة.
متعلق ب: يدرس العلماء “التوهجات الفائقة” العنيفة على النجوم الأكثر سطوعًا بآلاف المرات من الشمس
والآن، بدأ فريق من الباحثين من مركز ماكنزي لعلم الفلك الراديوي والفيزياء الفلكية في جامعة ماكنزي المشيخية في البرازيل وكلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة جلاسكو في المملكة المتحدة في البحث عن المشتبه بهما الرئيسيين اللذين يُعتقد أنهما مسؤولان عن هذه الهجمات. مشاعل خارقة.
وللقيام بذلك، قاموا بتحليل 37 توهجًا عظيمًا شوهدوا في نظام النجوم الثنائي Kepler-411 بالإضافة إلى خمسة أخرى قادمة من النجم Kepler-396.
استجواب اثنين من المشتبه بهم في التوهج الفائق
يُعتقد أن التوهج النجمي يندلع عندما يتم إطلاق الطاقة المغناطيسية المتراكمة في الغلاف الجوي للنجم فجأة نتيجة “انقطاع” خطوط المجال المغناطيسي و”إعادة الاتصال”. من المفترض أن يكون هذا صحيحًا بالنسبة لأي نوع من التوهج النجمي. لذلك، على الرغم من وجود اختلافات في الطاقة عندما يتعلق الأمر بالتوهجات الشمسية من الشمس والتوهجات النجمية من أي مكان آخر في الكون، فقد تمكن فريق الدراسة من استخدام الآلية التي تطلق التوهجات من نجمنا لتقييم التوهجات البعيدة والأكثر نشاطًا. .
وتمكن الباحثون أيضًا من تطبيق الكم الهائل من البيانات التي تم جمعها فيما يتعلق بالتوهجات الشمسية منذ أن تم وصفها لأول مرة في الأدبيات العلمية من قبل علماء الفلك ريتشارد كارينجتون وريتشارد هودجسون، الذين لاحظوا بشكل مستقل نفس التوهج الشمسي في 1 سبتمبر 1859.
“منذ ذلك الحين، تمت ملاحظة التوهجات الشمسية بسطوع شديد يستمر من ثوانٍ إلى ساعات وبأطوال موجية مختلفة، من موجات الراديو والضوء المرئي إلى الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية،” ألكسندر أروجو، عضو فريق الدراسة وحاصل على درجة الدكتوراه. وقال المرشح في مركز ماكنزي لعلم الفلك الراديوي في بيان.
حصل الفريق أيضًا على بيانات حول التوهجات النجمية من ملاحظات النجوم الأخرى التي أجرتها المراصد المصممة للبحث عن علامات للكواكب التي تدور حولها، مثل تلسكوب كيبلر الفضائي والقمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS).
يرى النموذج “المشتبه به المعتاد” لهذه التوهجات الفائقة العنيفة أن الإشعاع الناتج عن الانفجارات يتم التعامل معه على أنه “انبعاث جسم أسود”، في إشارة إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يكون في حالة توازن مع المناطق المحيطة به. وتغطي هذه الانبعاثات أيضًا نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية وتعتمد على درجة حرارة الجسم المنبعث منها. تبلغ درجة حرارة “انبعاث الجسم الأسود”، في حالة التوهجات الفائقة التي تمت دراستها، حوالي 17500 درجة فهرنهايت (9700 درجة مئوية).
ومع ذلك، هناك مشتبه به خارجي آخر لا يمكن استبعاده. يرى هذا النموذج البديل أن التوهجات الفائقة تتولد نتيجة تجريد ذرات الهيدروجين من الإلكترونات، والمعروفة أيضًا باسم “التأين”، ثم إعادة الاتحاد مع هذه الإلكترونات لتكوين ذرات هيدروجين محايدة مرة أخرى. وهذا النموذج الخارجي هو الذي يفضله تحليل الفريق كتفسير للتوهجات الفائقة.
“بالنظر إلى العمليات المعروفة لنقل الطاقة في التوهجات، فإننا نرى أن نموذج إعادة تركيب الهيدروجين أكثر معقولية من الناحية الفيزيائية من نموذج الجسم الأسود لشرح أصل الانبعاث البصري عريض النطاق من التوهجات”، قال باولو سيمويس، الأستاذ في جامعة ماكنزي بريسبيتيريان الذي قاد وقالت الدراسة الجديدة في بيان. “لقد خلصنا إلى أن تقديرات إجمالي طاقة التوهج بناءً على نموذج إعادة تركيب الهيدروجين أقل تقريبًا من القيم التي تم الحصول عليها باستخدام نموذج إشعاع الجسم الأسود وهي أكثر ملاءمة لعمليات التوهج المعروفة.”
وأضاف سيمويس أن القيود المفروضة على نموذج الجسم الأسود الأول والأكثر شعبية تتعلق بنقل الطاقة. هناك كمية معينة من الطاقة المطلوبة للوجود في الغلاف الضوئي للنجم لضمان تسخين البلازما في المنطقة بدرجة كافية لتؤدي إلى سطوع شديد مرتبط بالتوهجات الفائقة. ومع ذلك، لا تمتلك أي من آليات نقل الطاقة المقبولة عادةً للتوهجات الشمسية القدرة على تفسير كيفية تحقيق هذا النوع من مستوى الطاقة وتوزيعها.
قصص ذات الصلة:
— أحيانًا ما يحدث خلل في النجوم الأكثر تطرفًا في عالمنا — ربما نعرف الآن السبب
— تساعد العواصف المغناطيسية التاريخية العلماء على معرفة ما يمكن توقعه عندما تضربها
– هذا الكوكب الخارجي “المحظور” ضخم جدًا بالنسبة لنجمه
“تظهر الحسابات التي أجريت لأول مرة في السبعينيات، وتم تأكيدها لاحقًا من خلال عمليات المحاكاة الحاسوبية، أن معظم الإلكترونات المتسارعة في التوهجات الشمسية تفشل في عبور الغلاف الكروموسفيري”. [the sun’s outer atmosphere] قال أروجو: “ويدخل الغلاف الضوئي. وبالتالي فإن نموذج الجسم الأسود كتفسير للضوء الأبيض في التوهجات الشمسية غير متوافق مع عملية نقل الطاقة الرئيسية المقبولة في التوهجات الشمسية.”
ومن ناحية أخرى، يرى الفريق أن نموذج إشعاع إعادة تركيب الهيدروجين أكثر اتساقًا من الناحية الفيزيائية. ومع ذلك، أقر الفريق بأن الجانب المؤسف في كل هذا هو نموذج إعادة توصيل الهيدروجين، ولا يمكن تأكيد ارتباطه بالتوهجات الفائقة من خلال الملاحظات.
ومع ذلك، فقد خلص الباحثون إلى أن أبحاثهم، على أقل تقدير، توفر حجة قوية لصالح نموذج إعادة توصيل الهيدروجين، والذي يقولون إنه تم إهماله في معظم دراسات التوهجات الفائقة حتى الآن.
نُشر بحث الفريق في وقت سابق من هذا العام في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.