معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي

معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (اختصارًا: MPS ؛ بالألمانية : Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ) هو معهد بحثي في ​​علم الفلك والفيزياء الفلكية يقع في غوتينغن ، ألمانيا ، حيث انتقل إليه في فبراير 2014 من قرية لينداو المجاورة . [ 1 ] [ 2 ] ويُعد استكشاف النظام الشمسي المحور الرئيسي للأبحاث التي تُجرى في هذا المعهد.

مبنى المعهد الجديد في غوتينغن، تم بناؤه عام 2013 واحتلاله عام 2014

MPS هو جزء من جمعية ماكس بلانك ، التي تدير 80 مرفقًا بحثيًا في ألمانيا .

بحث

يتألف معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (MPS) من ثلاثة أقسام: الشمس والغلاف الشمسي، [ 3 ] والكواكب والمذنبات، [ 4 ] وباطن الشمس والنجوم. [ 5 ] بالإضافة إلى ذلك، توجد منذ عام 2002 مدرسة ماكس بلانك الدولية للأبحاث . تتناول الأبحاث في المعهد مختلف الأجرام السماوية في النظام الشمسي. ويركز أحد مجالات الدراسة الرئيسية على الشمس وغلافها الجوي والوسط بين الكواكب المتأثر بالرياح الشمسية، فضلاً عن تأثير الجسيمات والإشعاع الشمسي على الكواكب. أما المجال الثاني فيشمل دراسة باطن الكواكب وأقمارها وأسطحها وأغلفتها الجوية وأغلفتها الأيونية والمغناطيسية، بالإضافة إلى المذنبات والكويكبات. ومن الأنشطة الأساسية الأخرى في المعهد تطوير وبناء أجهزة للبعثات الفضائية. ويصاحب تحليل وتفسير البيانات المُجمعة عمل نظري مكثف. حيث تُقترح نماذج فيزيائية، ثم تُختبر وتُطور باستخدام عمليات المحاكاة الحاسوبية.

الشمس والغلاف الشمسي

يدرس الباحثون في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (MPS) النطاق الكامل للعمليات الديناميكية، والتي غالبًا ما تكون مذهلة، التي تحدث على سطح الشمس، من باطنها إلى غلافها الشمسي الخارجي. ويُعدّ المجال المغناطيسي محور هذا البحث ، إذ يلعب دورًا حاسمًا في هذه العمليات. ويتولد هذا المجال بفعل تيارات الغاز في باطن الشمس ، ويتسبب، من بين أمور أخرى، في ظهور بقع داكنة على سطحها. ويجري البحث عن إجابات للأسئلة التالية: لماذا يتغير المجال المغناطيسي بدورة مدتها أحد عشر عامًا؟ كيف يُنتج المجال المغناطيسي مختلف البنى على سطح الشمس؟ كيف تُسخّن الهالة الشمسية إلى ملايين الدرجات؟ وقد قدمت الأجهزة التي طوّرها معهد ماكس بلانك على متن المركبتين الفضائيتين سوهو ويوليسيس رؤى جديدة جوهرية: فقد لعبت قياسات مطياف الأشعة فوق البنفسجية سومر على متن سوهو دورًا حاسمًا في إدراك أهمية المجال المغناطيسي للعمليات الديناميكية ، بينما قاس يوليسيس البنية ثلاثية الأبعاد للرياح الشمسية لأول مرة. [ 6 ] ومن المواضيع البحثية المهمة الأخرى في قسم "الشمس والغلاف الشمسي" تأثير النشاط الشمسي المتغير على الأرض. يعمل العلماء بكثافة على مشروع STEREO ، الذي يستخدم مركبتين فضائيتين متطابقتين لرصد الاضطرابات القادمة من الشمس إلى الأرض من نقاط رصد مختلفة، مما يسمح بالتنبؤ بالأحداث التي قد تشكل خطراً. تحدث العمليات الفيزيائية المتضمنة في نشأة وتطور المجالات المغناطيسية على الشمس على نطاقات متناهية الصغر، ولذلك تتطلب قياسات بدقة مكانية عالية جداً. وقد تمكن تلسكوب Sunrise المحمول على منطاد، والذي تم بناؤه تحت إشراف المعهد وأُطلق في يونيو 2009، من رصد هياكل على سطح الشمس لا يتجاوز حجمها 100  كيلومتر. وستركز المشاريع المستقبلية على البحث في الأسباب الفيزيائية لتغيرات الشمس. وستشهد مهمة Solar Orbiter الطموحة، بناءً على اقتراح من المعهد، اقتراب مسبار من نجمنا إلى مسافة تُعادل خُمس المسافة بين الأرض والشمس، وذلك لدراسة المجال المغناطيسي وتأثيراته في مختلف طبقات الغلاف الجوي الشمسي.

الكواكب والمذنبات

يُطوّر المعهد أجهزة علمية تُحمل على متن المركبات الفضائية إلى كواكب أخرى. وقد استكشفت كاميرات متخصصة للغاية قمر تيتان التابع لكوكب زحل ، وحللت سطح المريخ ، ودرست سحب ورياح الزهرة . وتُحدد أجهزة الميكروويف تركيب الغلاف الجوي، بينما تفحص مطيافات الأشعة تحت الحمراء صخور السطح. وسيقوم مقياس ارتفاع ليزري مبتكر على متن مركبة بيبى كولومبو بمسح تضاريس عطارد بدقة تصل إلى متر واحد. كما تُحدد أجهزة أخرى تابعة لمعهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي الذرات والإلكترونات والغبار التي تتحرك حول الكواكب وتؤثر على أقمارها. وهنا، يُعد تأثير الرياح الشمسية على غازات الغلاف الجوي ذا أهمية خاصة. وتساعد الدراسات النظرية وعمليات المحاكاة الحاسوبية المكثفة على فهم العمليات داخل الكواكب وحولها، وتفسير البيانات المقاسة. ويمكن للنماذج التي طُوّرت في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي أن تصف، على سبيل المثال، التفاعلات مع الرياح الشمسية، وديناميكيات الغلاف الجوي، أو توليد المجال المغناطيسي الأرضي عن طريق تيارات عميقة في لب كوكبنا الحديدي. إضافةً إلى ذلك، يتمتع المعهد بتاريخ طويل في أبحاث المذنبات. كان من أبرز الإنجازات تطوير كاميرا في المعهد لصالح مركبة الفضاء "جيوتو" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي التقطت أولى الصور على الإطلاق لنواة مذنب عام 1986. وشكّل تطوير العديد من الأجهزة العلمية لمهمة " روزيتا" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تحديًا خاصًا ، مثل الكاميرات وأجهزة التحليل الكيميائي والمكونات الأساسية لوحدة الهبوط "فيلاي". أُطلقت "روزيتا" عام 2004، ووصلت إلى مدار حول المذنب "تشوريوموف-جيراسيمينكو" عام 2014؛ وبعد بضعة أشهر، هبطت "فيلاي" على سطح المذنب. كما زوّد المعهد كاميرات لمهمة "دون" التابعة لوكالة ناسا ، والتي أُطلقت عام 2007، لدراسة اثنين من أكبر الكويكبات، وهما "سيريس" و"فيستا". [ 7 ]

علم الزلازل الشمسية والنجمية

يستضيف معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (MPS) المركز الألماني لبيانات مرصد ديناميكا الشمس التابع لوكالة ناسا (SDO)، والذي وفّر بيانات محسّنة على نطاقات مكانية وزمنية صغيرة لدراسة الروابط بين باطن الشمس والنشاط المغناطيسي في غلافها الجوي. ومن أبرز الأنشطة البحثية في المعهد دراسة الموجات الزلزالية في محيط البقع الشمسية، بهدف استكشاف البنية تحت السطحية لهذه البقع في ثلاثة أبعاد. ويُعدّ علم الزلازل الشمسية للبقع الشمسية علمًا بالغ الصعوبة، إذ يتطلب نمذجة انتشار الموجات عبر البنى المغناطيسية، وهو ما لا يمكن تحقيقه إلا من خلال المحاكاة العددية.

المشاريع العلمية

قاد المعهد أو شارك في العديد من المشاريع العلمية الدولية مثل: [ 8 ]

Solar Orbiter ، SDO ، Sunrise ، STEREO ، SOHO ، Ulysses ، BepiColombo ، Exomars ، Chandrayaan ، Phoenix ، Herschel ، Dawn ، Venus Express ، SMART-1 ، SOFIA ، Rosetta ، Mars Express ، Mars DFG ، Cassini ، Cluster ، Helios ، Galileo و Giotto .

وتتمثل هذه المساهمات في تطوير الأدوات و/أو أنشطة البحث العلمي.

برنامج الشهادة

يقدم معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي برنامج الدكتوراه "المدرسة الدولية لأبحاث ماكس بلانك (IMPRS) لعلوم النظام الشمسي" بالتعاون مع جامعة غوتنغن . تقدم مدرسة النظام الشمسي برنامجًا دراسيًا مدته ثلاث سنوات يركز على البحث العلمي التطبيقي. يغطي المنهج الدراسي كامل نطاق النظام الشمسي، من الأجرام الصغيرة إلى الكواكب والشمس. يهدف البرنامج إلى توفير تعليم علمي شامل ومتعدد التخصصات ومتين، مدعومًا بدورات في الفيزياء العددية، وتكنولوجيا الفضاء، وإدارة المشاريع، والكتابة العلمية، وتقنيات العرض. يبلغ عدد طلاب الدراسات العليا في مدرسة النظام الشمسي عادةً حوالي 50 طالبًا، ثلثاهم من الطلاب الدوليين من أكثر من 30 دولة، ونحو 30% منهم من النساء.

تاريخ

معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي – أبريل 2006

تأسس المعهد على يد والتر ديمينجر ، الذي كان رئيسًا لمركز اختبارات سلاح الجو الألماني في ريشلين بموريتز منذ عام 1934. وكان إريك ريجنر أحد مؤسسيه. بعد تغيير اسمه إلى "مركز الإرسال اللاسلكي" عام 1943 وانتقاله إلى ليوبيرسدورف عام 1944، تم دمج المعهد مع معهد فراونهوفر من فرايبورغ في ريد بمنطقة إنكرايس. بعد الحرب، قررت لجنة تابعة للحلفاء نقل المعهد إلى لينداو آم هارتس ، حيث كانت مباني جامعة هانوفر التقنية قائمة بالفعل. وصل الموكب في الثاني والثالث من مارس عام 1946. خلال عام 1948، نُقل معهد الراديو التابع لجمعية القيصر فيلهلم من جمعية فراونهوفر إلى جمعية ماكس بلانك، وأُعيد تسميته إلى "معهد أبحاث الغلاف الأيوني" عام 1949. في عام 1950، موّلت القوات الجوية الأمريكية بناء نظام صدى الغلاف الأيوني. وقد اكتملت عملية البناء بالانتقال الكامل من فراونهوفر إلى جمعية ماكس بلانك وتعيين دبليو ديمينجر مديرًا، تلاه نقل معهد ماكس بلانك لأبحاث الستراتوسفير من فايزناو بالقرب من رافينسبورغ إلى لينداو وإعادة تسميته مرة أخرى إلى "معهد ماكس بلانك لعلم الغلاف الجوي".

معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي في لينداو، قبل حوالي عام من الانتقال – مارس 2013

أصبح إرهارد كيبلر قائدًا علميًا في مشروع القمر الصناعي الألماني الأول "أزور " (بالتعاون مع وكالة ناسا)، وشكّل معه فريقًا صغيرًا من العلماء المتخصصين في العمل مع الأقمار الصناعية في لينداو. واختير المعهد لبناء جزء من أجهزة القمر الصناعي الذي أُطلق في نوفمبر 1969. [ 9 ] كما بنى المعهد أجهزة لمسبارات "هيليوس" كجزء من تعاون آخر بين ألمانيا ووكالة ناسا. [ 10 ]

بعد تقاعد دبليو. ديمينجر عام 1974، تحوّل التركيز من أبحاث الغلاف الجوي إلى أبحاث الفضاء. شارك المعهد في سلسلة طويلة من المهمات الفضائية مثل غاليليو ، ويوليسيس ، وكلاستر ، وسوهو ، وكاسيني-هويجنز ، وروزيتا ، ومارس إكسبريس ، وفينوس إكسبريس، وكان مسؤولاً عن معظم نظام الكاميرات في مهمة جيوتو إلى مذنب هالي . [ 11 ] كما صُنعت كاميرا التأطير على متن مهمة ناسا "دون" إلى حزام الكويكبات في المعهد.

كان المعهد منظمة رائدة في تطوير وبناء وتحليل تلسكوب شروق الشمس علميًا . هذا التلسكوب هو تلسكوب شمسي يعمل بالأشعة فوق البنفسجية ، معلق ببالون على ارتفاعات عالية . وقد أُجريت أول رحلة تجريبية له، والتي استغرقت خمسة أيام، في يونيو 2009.

نتجت أكبر التغييرات التي طرأت على المعهد عن توحيد ألمانيا، حيث تم تنحية اثنين من مديريه الأربعة عامي 1998 و2004 بعد تقاعد هاغفورس وروزنباور. أُعيد تسمية المعهد إلى "معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي" عام 2004 بعد تقاعد آخر مدير معني بأبحاث الغلاف الأيوني والستراتوسفير . أما المجموعتان المتبقيتان، بقيادة المدير س. سولانكي المتخصص في الشمس والغلاف الشمسي ، وقيادة يو. كريستنسن المتخصص في الكواكب والمذنبات ، فتشكلان المعهد بشكله الحالي.

منذ عام 2004، ينشر المعهد مجلة المراجعة ذات الوصول المفتوح Living Reviews in Solar Physics .

قررت جمعية ماكس بلانك نقل المعهد إلى مكان أقرب لجامعة غوتنغن . وفي عام 2010، خُطط لنقله إلى مبنى جديد بجوار كلية الفيزياء بالجامعة بحلول أبريل 2014. [ 12 ] اكتملت عملية النقل في فبراير 2014، وأُقيم حفل الافتتاح في 21 مايو من العام نفسه. [ 13 ]

مديرو المعهد

البروفيسور أولريش كريستنسن (يسار)، والبروفيسور الدكتور لوران جيزون (وسط)، والبروفيسور الدكتور سامي ك. سولانكي (يمين)

أسماء المعاهد

  • 1934 Ionosphären-Beobachtungsstation bei der Erprobungsstelle der Luftwaffe ( محطة مراقبة الأيونوسفير في موقع اختبار القوات الجوية الألمانية )
  • 1942 Zentralstelle für Funkberatung ( مركز استشارات الاتصالات الراديوية )
  • 1946 Fraunhoferinstitut für Hochfrequenzforschung ( معهد فراونهوفر لأبحاث التردد العالي )
  • 1949 معهد ماكس بلانك لأبحاث الأيونوسفير ( معهد ماكس بلانك لأبحاث الغلاف الأيوني )
  • 1956 معهد ماكس بلانك لفيزياء الستراتوسفير والأيونوسفير ( معهد ماكس بلانك لفيزياء الستراتوسفير والأيونوسفير )
  • 1957 معهد ماكس بلانك لعلم الطيران ( معهد ماكس بلانك لعلم الطيران )
  • 2004 معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي ( معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي ) [ 24 ]

مراجع

  1. «Neubau» مؤرشف بتاريخ 21 أغسطس 2015 على موقع Wayback Machine (باللغة الألمانية) على موقع المعهد، تمت مشاهدته بتاريخ 9 يوليو 2014
  2. كتيب عن معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (ملف PDF) (تقرير). مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 5 يناير 2011.
  3. "القسم: الشمس والغلاف الشمسي" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  4. "القسم: الكواكب والمذنبات" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  5. "القسم: التصميمات الداخلية الشمسية والنجمية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  6. "أجهزة سوهو" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  7. "مركبة الفضاء داون وأجهزتها" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2019. تم الاطلاع عليه في 12 نوفمبر 2022 .
  8. "مشاريع وفرق بحث MPS" .
  9. "قمر AZUR الصناعي" . معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  10. أجهزة تجربة البلازما على متن مسبار هيليوس الشمسي (تقرير). معهد ماكس بلانك. أغسطس 1981. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2022 .
  11. HU Keller؛ C. Arpigny†؛ C. Barbieri؛ RM Bonnet؛ S. Cazesparallel؛ M. Coradini؛ CB Cosmovici؛ WA Delamere؛ WF Huebner؛ DW Hughes؛ C. Jamar؛ D. Malaise§؛ HJ Reitsema؛ HU Schmidt؛ WKH Schmidt؛ P. Seige؛ FL Whipple؛ K. Wilhelm (1986). "أول نتائج تصوير بكاميرا هالي متعددة الألوان من جيوتو". Nature . 321 (6067s): 320–326 . Bibcode : 1986Natur.321..320K . doi : 10.1038/321320a0 . S2CID 120631677 . 
  12. ^ "Sonnensystem-Forscher ziehen nach Göttingen" .
  13. "معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي - مبنى جديد" .
  14. إيمرت، أ. (1964). "في ذكرى يوليوس بارتيلز". مراجعات علوم الفضاء . 3 (1): 2-4 . Bibcode : 1964SSRv....3....2E . doi : 10.1007/BF00226642 . S2CID 121100572 . 
  15. ^ ديمينجر ، دبليو (1964). "جوليوس بارتلز". يموت Naturwissenschaften . 51 (10): 229. بيب كود : 1964NW .....51..229D . دوى : 10.1007/BF00641354 . S2CID 698823 . 
  16. "الكتاب السنوي لجمعية ماكس بلانك 2001: والتر إي. ديمينجر" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 مارس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2010 .
  17. "في ذكرى والتر إي. ديمينجر 1907-2000" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2010 .
  18. إيمرت أ.؛ إيربي هـ.؛ بفوتزر ج.؛ أنجر سي دي؛ براون آر آر (1960). "رصد إشعاع التوهجات الشمسية وتأثيرات التعديل على ارتفاعات البالونات، يوليو 1959". مجلة البحوث الجيوفيزيائية 65 (9): 2685-2694 . رمز Bibcode : 1960JGR....65.2685E . doi : 10.1029/JZ065i009p02685 .
  19. بفوتزر، ج.؛ إهمرت، أ.؛ إيربي، هـ.؛ كيبلر، إ.؛ هولتفيست، ب.؛ أورتنر، ج. (1962). "مساهمة في مورفولوجيا انفجارات الأشعة السينية في منطقة نشأة الشفق القطبي". مجلة البحوث الجيوفيزيائية 67 (2): 575-585 . Bibcode : 1962JGR....67..575P . doi : 10.1029/JZ067i002p00575 .
  20. إس إم كريميجيس؛ تي بي أرمسترونج؛ دبليو آي أكسفورد؛ سي أو بوستروم؛ سي واي فان؛ جي جلوكلر؛ إل جيه لانزيروتي (1977). "تجربة الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة (LECP) على متن المركبة الفضائية فوياجر". مراجعات علوم الفضاء . 21 (3): 329-354 . Bibcode : 1977SSRv...21..329K . doi : 10.1007/BF00211545 . S2CID 53624333 . 
  21. كوش إم جيه، هاغفورس تي، نيلسن إي (1998). "تجربة تصوير رقمية جديدة شاملة للسماء لدراسات الشفق القطبي البصري بالتزامن مع تجربة الرادار الشفقي التوأم الاسكندنافية". مراجعة الأدوات العلمية . 69 (2): 578-584 . رمز Bibcode : 1998RScI...69..578K . doi : 10.1063/1.1148697 .
  22. ^ ه. بالسيجر. ك. ألتويج ؛ بوهلر. جيه جيس؛ أيه جي جيلميتي؛ بي غولدشتاين؛ ر. غولدشتاين؛ وت هانتريس؛ هل. الملكية الفكرية. جعفر لازاروس الموازي؛ أ. ماير؛ م. نيوجيباور؛ يو ريتنموند؛ هـ. روزنباو؛ ر. شوين؛ آر دي شارب؛ إي جي شيلي؛ إي أونجستروب؛ دي تي يونغ (1986). “تكوين الأيونات وديناميكياتها في المذنب هالي”. طبيعة . 321 (6067s): 330–334 . بيب كود : 1986Natur.321..330B . دوى : 10.1038/321330a0 . S2CID 120316933 . 
  23. ^ "ثورستن كلاين هو المدير الجديد في MPS" . www.mps.mpg.de . تم الاسترجاع بتاريخ 31-03-2023 .
  24. "معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي - التاريخ" .

51°33′37″ شمالاً 9°56′58″ شرقاً / 51.56028° شمالاً 9.94944° شرقاً / 51.56028; 9.94944