الفيزياء الشمسية

طيف الإشعاع الشمسي الذي يُظهر شدة ضوء الشمس عبر الأطوال الموجية ، مُقارنًا الإشعاع الشمسي المباشر فوق الغلاف الجوي للأرض (باللون الأصفر) وعند مستوى سطح البحر (باللون الأحمر). تظهر نطاقات الامتصاص الجوي، التي تشكلت بفعل الغازات الموجودة في الغلاف الجوي .

الفيزياء الشمسية هي فرع من الفيزياء الفلكية متخصص في دراسة الشمس . وهي تتقاطع مع العديد من فروع الفيزياء البحتة والفيزياء الفلكية.

نظراً لأن الشمس تتمتع بموقع فريد للمراقبة عن قرب (لا يمكن تمييز النجوم الأخرى بأي شيء يشبه الدقة المكانية أو الزمنية التي تتمتع بها الشمس)، فهناك انقسام بين التخصص ذي الصلة بعلم الفيزياء الفلكية الرصدية (للنجوم البعيدة) وفيزياء الشمس الرصدية.

تُعد دراسة الفيزياء الشمسية مهمة أيضاً لأنها توفر "مختبراً فيزيائياً" لدراسة فيزياء البلازما. [ 1 ]

تاريخ

العصور القديمة

كان البابليون يسجلون كسوف الشمس، وأقدم سجل يعود إلى مدينة أوغاريت القديمة في سوريا الحالية، ويعود تاريخه إلى حوالي 1300 قبل الميلاد. [ 2 ] كما رصد علماء الفلك الصينيون القدماء الظواهر الشمسية (مثل كسوف الشمس والبقع الشمسية المرئية) بهدف تتبع التقاويم، التي كانت تعتمد على الدورات القمرية والشمسية. لسوء الحظ، فإن السجلات التي حُفظت قبل عام 720 قبل الميلاد غامضة للغاية ولا تقدم أي معلومات مفيدة. مع ذلك، بعد عام 720 قبل الميلاد، سُجل 37 كسوفًا للشمس على مدار 240 عامًا. [ 3 ]

العصور الوسطى

ازدهرت المعرفة الفلكية في العالم الإسلامي خلال العصور الوسطى. بُنيت العديد من المراصد في مدنٍ امتدت من دمشق إلى بغداد، حيث أُجريت أرصاد فلكية دقيقة. وعلى وجه الخصوص، قُيست بعض المعايير الشمسية، وأُجريت أرصاد تفصيلية للشمس. أُجريت الأرصاد الشمسية لأغراض الملاحة، ولكن في الغالب لأغراض ضبط الوقت. يُلزم الإسلام أتباعه بالصلاة خمس مرات في اليوم، عند مواقع محددة للشمس في السماء. ولذلك، كانت هناك حاجة ماسة إلى أرصاد دقيقة للشمس ومسارها في السماء. في أواخر القرن العاشر الميلادي، بنى الفلكي الإيراني أبو محمود الخجندي مرصدًا ضخمًا بالقرب من طهران. هناك، أجرى قياسات دقيقة لسلسلة من عبور الشمس على خط الزوال، والتي استخدمها لاحقًا لحساب ميل دائرة البروج. [ 4 ] بعد سقوط الإمبراطورية الرومانية الغربية، انقطعت أوروبا الغربية عن جميع مصادر المعرفة العلمية القديمة، وخاصة تلك المكتوبة باللغة اليونانية. أدى هذا، بالإضافة إلى تراجع التحضر وانتشار أمراض مثل الطاعون الأسود، إلى تراجع المعرفة العلمية في أوروبا في العصور الوسطى، وخاصة في أوائلها. خلال هذه الفترة، كانت تُجرى رصدات للشمس إما لربطها بالأبراج الفلكية، أو للمساعدة في بناء أماكن العبادة مثل الكنائس والكاتدرائيات. [ 5 ]

عصر النهضة

في علم الفلك، بدأت فترة النهضة مع أعمال نيكولاس كوبرنيكوس . فقد اقترح أن الكواكب تدور حول الشمس وليس حول الأرض، كما كان يُعتقد آنذاك. يُعرف هذا النموذج بالنموذج الشمسي المركزي. [ 6 ] وقد توسعت أعماله لاحقًا على يد يوهانس كيبلر وغاليليو غاليلي . استخدم غاليلي تلسكوبه الجديد تحديدًا لرصد الشمس، وفي عام 1610، اكتشف بقعًا شمسية على سطحها. وفي خريف عام 1611، كتب يوهانس فابريسيوس أول كتاب عن البقع الشمسية، بعنوان " De Maculis in Sole Observatis " (عن البقع المرصودة في الشمس). [ 7 ]

العصر الحديث

يركز علم الفيزياء الشمسية الحديث على فهم العديد من الظواهر التي تُرصد بمساعدة التلسكوبات والأقمار الصناعية الحديثة. ومن بين هذه الظواهر، تحظى بنية الغلاف الضوئي الشمسي، ومشكلة حرارة الإكليل الشمسي، والبقع الشمسية باهتمام خاص.

بحث

يضم قسم الفيزياء الشمسية التابع للجمعية الفلكية الأمريكية 555 عضواً (حتى مايو 2007)، مقارنة بعدة آلاف في المنظمة الأم. [ 8 ]

في أوروبا، يوجد قسم الفيزياء الشمسية الأوروبي التابع للجمعية الفيزيائية الأوروبية ، والذي يتولى تنظيم الاجتماع الأوروبي للفيزياء الشمسية (ESPM). [ 9 ]

يركز جزء كبير من الجهود الحالية (2009) في مجال الفيزياء الشمسية على الفهم المتكامل للنظام الشمسي بأكمله ، بما في ذلك الشمس وتأثيراتها في الفضاء بين الكواكب، ضمن الغلاف الشمسي وعلى الكواكب وأغلفةها الجوية . تُعرف الدراسات التي تتناول الظواهر التي تؤثر على أنظمة متعددة في الغلاف الشمسي، أو التي تُعتبر جزءًا من سياق الغلاف الشمسي، باسم الفيزياء الشمسية ، وهو مصطلح جديد ظهر في السنوات الأولى من الألفية الحالية.

الفضاء

هيليوس

هيليوس-أ وهيليوس-ب مركبتان فضائيتان أُطلقتا في ديسمبر 1974 ويناير 1976 من كيب كانافيرال، كمشروع مشترك بين المركز الألماني لأبحاث الفضاء ووكالة ناسا. تقترب مداراتهما من الشمس أكثر من مدار عطارد. وقد زُوّدت بأجهزة لقياس الرياح الشمسية والمجالات المغناطيسية والأشعة الكونية والغبار بين الكواكب. استمرت هيليوس-أ في إرسال البيانات حتى عام 1986. [ 10 ] [ 11 ]

سوهو

صورة لمركبة سوهو الفضائية

مرصد الشمس والغلاف الشمسي (SOHO) هو مشروع مشترك بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تم إطلاقه في ديسمبر 1995. وقد تم إطلاقه لاستكشاف باطن الشمس، وإجراء ملاحظات على الرياح الشمسية والظواهر المرتبطة بها، ودراسة الطبقات الخارجية للشمس. [ 12 ]

هينود

تتألف مهمة القمر الصناعي هينودي، الممولة من القطاع العام بقيادة وكالة استكشاف الفضاء اليابانية، والتي أُطلقت عام 2006، من مجموعة منسقة من الأجهزة البصرية والأشعة فوق البنفسجية القصوى والأشعة السينية. وتدرس هذه الأجهزة التفاعل بين الهالة الشمسية والمجال المغناطيسي للشمس. [ 13 ] [ 14 ]

SDO

قمر SDO الصناعي

أطلقت وكالة ناسا مرصد ديناميكا الشمس (SDO) في فبراير 2010 من كيب كانافيرال. وتتمثل الأهداف الرئيسية للمهمة في فهم كيفية نشوء النشاط الشمسي وتأثيره على الحياة على الأرض، وذلك من خلال تحديد كيفية توليد المجال المغناطيسي للشمس وبنيته، وكيفية تحويل الطاقة المغناطيسية المخزنة وإطلاقها في الفضاء. [ 15 ]

جهاز PSP

أُطلق مسبار باركر الشمسي (PSP) في عام 2018 بهدف إجراء رصد دقيق للهالة الشمسية الخارجية. وقد حقق أقرب اقتراب من الشمس مقارنةً بأي جسم اصطناعي آخر. [ 16 ]

المركبة الفضائية الشمسية

أُطلق مسبار سولار أوربيتر في عام 2020. وهو أحدث جهاز علمي أُرسل على الإطلاق لدراسة نجمنا الذي يمنح الحياة. يلتقط صورًا للشمس أقرب وأكثر تفصيلًا من أي مركبة فضائية سابقة، وهو أول مسبار يستكشف مناطقها القطبية. [ 17 ]

أرضي

ATST

تلسكوب التكنولوجيا المتقدمة الشمسي (ATST) هو منشأة تلسكوب شمسي قيد الإنشاء في ماوي. وتتعاون اثنتان وعشرون مؤسسة في مشروع ATST، وتُعد المؤسسة الوطنية للعلوم الجهة الممولة الرئيسية. [ 18 ]

تسجيل الدخول الموحد

يقوم مرصد البقع الشمسية (SSO) بتشغيل تلسكوب ريتشارد ب. دان الشمسي (DST) نيابة عن مؤسسة العلوم الوطنية (NSF).

الدب الكبير

يضم مرصد بيغ بير الشمسي في كاليفورنيا عدة تلسكوبات، من بينها تلسكوب نيو سولار (NTS)، وهو تلسكوب غريغوري غير محوري ذو فتحة صافية يبلغ قطرها 1.6 متر. وقد بدأ التلسكوب برصد الضوء لأول مرة في ديسمبر 2008. وحتى بدء تشغيل تلسكوب ATST، يبقى تلسكوب نيو سولار أكبر تلسكوب شمسي في العالم. ويُعد مرصد بيغ بير أحد المرافق العديدة التي يُشغلها مركز أبحاث الشمس والأرض في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا (NJIT). [ 19 ]

آخر

يونيس

مطياف الأشعة فوق البنفسجية القصوى ذو السقوط العمودي (EUNIS) هو مطياف تصوير ثنائي القنوات، أُطلق لأول مرة عام 2006. يرصد هذا المطياف هالة الشمس بدقة طيفية عالية. وقد وفّر حتى الآن معلوماتٍ حول طبيعة النقاط الساطعة في الهالة، والظواهر العابرة الباردة، وأقواس حلقات الهالة. كما ساعدت البيانات المستقاة منه في معايرة مرصد سوهو وعدد من التلسكوبات الأخرى. [ 20 ]

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

مراجع

  1. قسم الفيزياء الشمسية، مركز مارشال لرحلات الفضاء. "لماذا ندرس الشمس؟" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يناير 2014 .
  2. ليتمان، م.؛ ويلكوكس، ف.؛ إسبناك، ف. (2000). الكسوف الكلي: كسوف الشمس ( الطبعة الثانية). مطبعة جامعة أكسفورد . 
  3. ستين، أودنوالد. "الكسوفات القديمة في الصين" . مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .
  4. "علم الفلك العربي والإسلامي" . موقع StarTeach لتعليم علم الفلك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2014 .
  5. بوابة إلى تراث علم الفلك. "الموضوع: علم الفلك في العصور الوسطى في أوروبا" . اليونسكو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2014 .
  6. تايلور ريد، نولا. "سيرة نيكولاس كوبرنيكوس: حقائق واكتشافات" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2014 .
  7. "البقع الشمسية" . مشروع غاليليو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2014 .
  8. قسم الفيزياء الشمسية. "العضوية" . الجمعية الفلكية الأمريكية . مؤرشف من الأصل في 22 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2014 .
  9. "صفحة الويب الخاصة بقسم الفيزياء الشمسية الأوروبي (ESPD)" .
  10. "هيليوس-أ - تفاصيل المسار" . المركز الوطني لبيانات علوم الفضاء . ناسا . تم الاطلاع عليه في 26 مايو 2021 .
  11. "هيليوس-ب - تفاصيل المسار" . المركز الوطني لبيانات علوم الفضاء . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مايو 2021 .
  12. مرصد سوهو، مرصد الشمس والغلاف الشمسي. "حول مهمة سوهو" . وكالة الفضاء الأوروبية؛ ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .
  13. مختبر الفيزياء الشمسية، الرمز 671. "HINODE" . مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  14. "هينودي" . مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .
  15. مرصد ديناميكا الشمس (SDO). "حول مهمة مرصد ديناميكا الشمس" . مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا . مؤرشف من الأصل في 30 يونيو 2007. تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2014 .
  16. "مجموعة مواد صحفية من وكالة ناسا: مسبار باركر الشمسي" (ملف PDF) . nasa.gov . ناسا. أغسطس 2018.
  17. "صفحة الويب الخاصة بالمركبة المدارية الشمسية (وكالة الفضاء الأوروبية)" .
  18. "مرحباً بكم في ATST" . المكتب الوطني للإحصاء . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .
  19. "مركز أبحاث الشمس والأرض يرحب بكم!" . معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مايو 2016 .
  20. مديرية العلوم والاستكشاف، الرمز 600. "مطياف الأشعة فوق البنفسجية القصوى ذو السقوط العمودي" . مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2014 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )