השמש – חם, ו… חם יותר

תעלומה שיש לגביה תמיהה מצד אסטרונומים כבר שנים היא: מדוע טמפרטורת השמש עולה ככל שמתרחקים ממנה יותר ויותר?

אריאל אייזנהנדלר, האגודה הישראלית לאסטרונומיה

.
כותב:
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/sun100904.html

תעלומה שיש לגביה תמיהה מצד אסטרונומים כבר שנים היא: מדוע טמפרטורת השמש עולה ככל שמתרחקים ממנה יותר ויותר?
בעוד שטמפ' פני השטח של השמש מגיעה ל-6,000 מעלות צלזיוס, ההילה שמקיפה אותה יכולה להגיע לכדי 2 מליון מעלות. תיאוריית “גלי החימום” מציעה שהשדה המגנטי של השמש לוקח גלי חום מפני השטח ומשליך אותם להילה. תיאוריה אחרת גורסת כי קווים בשדה מגנטי זה מתעוותים ומתעקמים ולבסוף נשברים ומשחררים כמות עצומה של אנרגיה להילה.

אחת מתעלומות השמש הגדולות ביותר עומדת בפני פתרון ע”י אסטרופיזיקאים של השמש מבריטניה המארחים סמינר בינלאומי גדול באוניברסיטת סט. אנדרוס (University of St. Andrews) מה-6 עד ה-9 לספטמבר. במשך שנים היו מדענים מובכים מ”בעיית החימום ההילתי”: מדוע טמפ' פני השטח המוארים של השמש (ושל שאר כוכבים דמויי שמש) היא בסביבות 6,000 מעלות צלזיוס, בעוד שטמפ' ההילה (כתר האור שרואים מסביב לירח בזמן ליקוי חמה מלא) מגיעה ל-2 מליון מעלות?

הבנת הכוכב הקרוב ביותר אלינו היא חשובה מכיוון שלהתנהגותו יש השפעה עצומה על כוכב הלכת שלנו. כוכב זה (השמש שלנו, ששמה במושגים אסטרונומיים “סול” – Sol) מספק את כל האור, החום והאנרגיה הדרושים לשם חיים על פני כדוה”א, ועדיין יש הרבה בנוגע לשמש שאפוף מסתורין.

“הבעיה היא כמו אחד מעין תיק-X (סדרת טלוויזיה בדיונית בנוגע לחקירות מסתוריות של האפ.בי.אי.) של אסטרופיזיקה. זה בניגוד גמור לאינטואיציה שטמפ' השמש תגדל ככל שמתרחקים מפני השטח שלה,” מסביר ד”ר רוברט ולפתע להגיע לנקודה חמה פי אלפים מהמדורה עצמה.”

ע”י שימוש בלווין המשותף של נאס”א ואיס”א (סוכנויות החלל האמריקאית והאירופית) “סוהו” (SOHO-Solar and Heliospheric Observatory), המשמש לתצפית על השמש וההיליוספירה, ובשיתוף עם משימה אחרת של נאס”א הנקראת “טרייס” (Trace) הצליחו חוקרים לאסוף מספיק נתונים כדי ליצור שתי תיאוריות מתחרות, המסבירות את מה שנקרא “חימום הילתי”. ההנחה היא כי השדה המגנטי של השמש הוא העומד מאחורי התופעה היחידה במינה הזו. בסמינר סוהו זה, מדענים מבריטניה ומרחבי העולם ייבדקו את העדויות לגבי שני ההסברים הללו וינסו להתיר את הסבך מעל הרמזים הידועים עד כה.

ממשיך וולש, “תרומתו של סוהו למחקר מאוד חשובה, מכיוון ולראשונה ניתן היה לצלם בו-זמנית תמונות מגנטיות ואולטרה סגולות קיצוניות של אטמוספירת השמש, דבר המאפשר בחינת שינויים בשדה המגנטי בפני השטח באותו הזמן ששינויים תואמים מתרחשים בהילה. לאחר מכן, בעזרת הדמיות מחשב מתוחכמות, בנינו דגמים תלת ממדיים של השדה המגנטי של ההילה, אותם ניתן להשוות לתצפיות שנערכו ע”י סוהו.”

מנגנון אפשרי אחד של חימום הילתי נקרא “גלי חימום”. פרופסור אלן הוּד (Alan Hood) מקבוצת התיאוריה של השמש והמגנטוספירה בסט. אנדרוס מסביר: “לשמש שדה מגנטי חזק מאוד המסוגל לשאת גלים מעלה, מפני השטח המבעבעים. גלים אלה משליכים את האנרגיה שלהם בהילה, ממש כפי שגלים בים מתנפצים על החוף. אנרגיית הגלים חייבת ללכת להיכן-שהוא, ובהילה היא מחממת את הגזים המיוננים לטמפ' שלא ייאמנו.”

המנגנון המתחרה השני מותנה בעיוות השדה במגנטי של השמש מעבר נקודת השבירה. פרופסור ריצ'ארד האריסון
(Richard Harrison) ממעבדת ראתֵ'רפוֹרד אַפֶלְטוֹן (Rutherford Appleton) אומר: “לשדה המגנטי של השמש יש לולאות, הידועות במעורבותן בתהליכי כתמי שמש והתפרצויות שמש. לולאות אלה מגיעות עד להילת השמש ויכולות להתעוות. כמו גומייה, הלולאות יכולות להתעוות בצורה קיצונית עד שהן נקרעות או נשברות. כשזה קורה, הלולאות משחררות את האנרגיה שלהן כחומר נפץ ומחממות את הגזים בהילה במהירות רבה.”

השמש היא הכוכב היחידי שאסטרונומים יכולים לבחון בפירוט רב, אך עדיין שאלות רבות נותרות ללא מענה. הסמינר יצפה למשימות עתידיות כגון B- SOLAR, STEREO, ומקפת סביב השמש – בכולן מעורבות בריטית חשובה
באמצעות ה-PPARC (Particle Physics and Astronomy Research Council-המועצה לפיסיקת חלקיקים ומחקר אסטרונומי, שהיא סוכנות השקעה אסטרטגית במדע של בריטניה), לפרטים נוספים: PPARC.

נלקח לראשונה מ: PPARC News Release
להודעה המקורית
ידען השמש

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~945839459~~~12&SiteName=hayadan