يبدو طيف الجسم الأسود للشمس كخط متصل غير متقطع، ولكن إذا نظرت عن كثب، فسترى أنه يتكون في الواقع من الكثير من النقاط الفردية. إن ظهور الطيف كسلسلة متصلة ملائم جدًّا لمقارنته بمنحنيات الجسم الأسود وتقدير درجات حرارة سطح النجوم، ولكن توجد طريقة أكثر شيوعًا نميل إلى استخدامها في النظر إلى الأطياف، وهي النظر إليها كما لو كنا ننظر إلى هذا المنحنى من أعلى، فنحصل بذلك على ما يشبه شكل الرمز الشريطي. تعرض صورة الطيف الشمسي وهي صورة 8 في ملحق الصور بنهاية الكتاب، رصدًا عالي الدقة للطول الموجي للجزء المرئي من الطيف الشمسي. تنشأ الخطوط المظلمة، التي يطلق عليها اسم خطوط الامتصاص، عن امتصاص الذرات الموجودة في المنطقة الخارجية للشمس لتلك الأطوال الموجية للضوء عند خروجها من أعماق الشمس. تمتص ذرات عنصر معين الضوء عند أطوال موجية محددة جدًّا تتعلق بمستويات الطاقة التي تستطيع الإلكترونات شغلها داخل تلك الذرة. وتختلف هذه الفجوات في مستويات الطاقة بين العناصر، ومن ثَمَّ تتباين أيضًا الأطوال الموجية للضوء الممتص وخطوط الامتصاص الناتجة المميزة لكل عنصر. يمكننا على الأرض تعريض عنصر كيميائي محدد، مثل الهيدروجين، للإشعاع لمعرفة الأطوال الموجية التي سيفضل امتصاصها، وبالتالي خطوط الامتصاص التي ستنبعث في الطيف. ويمكننا بعد ذلك النظر إلى طيف نجم ما ومن خلال معرفة الأطوال الموجية التي امتصت، يمكننا مضاهاتها بمجموعة التجارب التي أجريناها على جميع العناصر الكيميائية المعروفة واستنتاج الذرات الموجودة في الشمس، إن كانت معروفة على الإطلاق. عندما لاحظ عالم الفلك الإنجليزي نورمان لوكير وجود خط امتصاص غير محدد في طيف الشمس عام 1868، أطلق على العنصر المسئول عن ذلك الذي لم يكن معروفًا سابقًا اسم الهيليوم، تيمنا باسم إله الشمس الإغريقي هيليوس. وقد اكتشف الهيليوم على الأرض بعد مرور 27 عامًا آخر.

شكل 1 : انبعاث خطوط الامتصاص. لا تمتص الذرات سوى الفوتونات (يُشار إليها عادةً بالرمز ( المكافئة في طاقاتها لمستويات طاقة الإلكترونات الخاصة بها (بالأعلى)، مما يؤدي إلى انبعاث خطوط امتصاص مميزة في الطيف (بالأسفل).

يبدو الطيف الشمسي أثناء الكسوف مختلفًا تماما، ولأن القرص الرئيسي للشمس محجوب، فإننا لا نرى سوى الضوء الصادر من الإكليل عندما نظر العلماء لأول مرة إلى الطيف الإكليلي أثناء كسوف الشمس في 7 أغسطس 1869، وجدوا خط امتصاص قويا بطول موجي يبلغ 530.3 نانومتر، لا يتوافق مع أي من التجارب التي أجروها على الأرض: لم يُنتج أي عنصر معروف خط امتصاص بهذا الطول الموجي. وفي نهاية المطاف، كان من المفترض أن يشير هذا إلى عنصر جديد في الغلاف الجوي للشمس، أطلقوا عليه اسم «كورونيوم». استمرت الأبحاث على هذا العنصر لعقود من الزمن، وكان هذا . أحد هو الأسباب التي جعلت ألفين بيترسون يقف على قمة المنطاد في عام 1925، حيث تجمدت أصابعه، من أجل أن يعزز فهمنا لهذا العنصر الجديد. ولم يُكتشف حتى ثلاثينيات القرن العشرين أن ظهور خط الامتصاص هذا لم يكن يُعزى إلى وجود عنصر جديد على الإطلاق، ولكنه كان شكلًا مختلفًا من عنصر الحديد المعروف سلفًا. يحتوي الحديد عادةً على 26 إلكترونا ويرتبط بمجموعة معروفة من خطوط الامتصاص. إذا انتزعنا بعضًا من تلك الإلكترونات (حيث نكون بصدد تأيين الحديد)، حينها ستتغير خطوط الامتصاص تلك. كان خط الامتصاص المرتبط بعنصر الكورونيوم الوهمي مطابقا لخط الامتصاص الذي تنتجه ذرة الحديد التي انتزع منها 13 إلكتروناً. إن انتزاع الإلكترونات ليس مهمة سهلة ويتطلب درجات حرارة عالية جدًّا لتوليد تصادمات عالية الطاقة لها القدرة على طرد الإلكترونات. يتطلب انتزاع 13 إلكتروناً درجات حرارة عالية جدًّا، مما يشير إلى أن درجة حرارة الإكليل تبلغ ملايين الكلفن مقارنة بدرجة حرارة الغلاف الضوئي البارد نسبيًّا التي تبلغ 5800 كلفن. ومن ثَمَّ تزداد درجة حرارة الشمس بالفعل عند المغامرة والاقتراب من الإكليل، وهو وضع غير بديهي على الإطلاق. وربما تكون درجات الحرارة المرتفعة ناتجة عن مجالات مغناطيسية معقدة تقذف بعنف جسيمات مشحونة من الغلاف الضوئي إلى الإكليل، أو ربما انفجارات تشبه القنابل تسمى التوهجات النانوية تقذف الحرارة إلى الغلاف الجوي. وعلى الرغم من تقليص عدد النظريات، فما زالت مشكلة ارتفاع درجة حرارة الإكليل معضلة غير محسومة.

ربما يخيب ظنك عندما تعلم أنني لم أتمكن من حل مشكلة ارتفاع درجة حرارة الإكليل على نحو فعال ومُرْضِ. فمن المزعج حقا عدم معرفة الإجابة. بل إنه أمر مثير للدهشة أيضًا بالنظر إلى الموارد التي نمتلكها. فقد طوَّرنا مسابير سافرت إلى الفضاء الخارجي، ويستطيع تلسكوب هابل أن يرصد جيدًا ما هو أبعد من مجرة درب التبانة وحتى العديد من المجرات الأخرى. نعي كيف تطور كوننا، بدءًا من نظرية نشوئه الراسخة، وهي الانفجار العظيم. ومع ذلك، ما زلنا نبذل قصارى جهدنا للاستفادة من كل مفهوم من المفاهيم العلمية التي نستطيع الحصول عليها من كسوف كلي مدته سبع دقائق وكأننا في سباق مع الزمن، تماما مثلما كان يفعل العلماء في عام 1925 ، وإن كان ذلك يحدث الآن بوسائل تكنولوجية أكثر تقدمًا. فمن ناحية نثري معرفتنا (حيث اكتشفنا أن الإكليل لا يحتوي على عنصر غير مألوف؛ بل كل ما في الأمر أنه ساخن جدا!)، ومن ثَمَّ تزداد أسئلتنا من ناحية أخرى (انتظر، كيف ترتفع درجة حرارته إلى هذه الدرجة؟!). سأعترف بأن مشكلة ارتفاع درجة حرارة الإكليل كانت جديدة إلى حد ما بالنسبة إليَّ في وقت الكسوف الأمريكي العظيم.

ولكوني عالمة فيزياء فلكية أدرس النجوم الأولى، لم يخطر ببالي مطلقًا أن أُولي اهتمامًا كبيرًا بأقرب نجم، وهو الشمس، التي نراها من الأرض والتي يمكن إخضاعها للتنبؤ. فقد اعتبرت أنه أمر مفروغ منه أن نكون قد أمطنا اللثام عن كل ما يتعلق بها نظرًا إلى قربها. وانبهرت وسعدت باكتشاف أنه لا تزال هناك أسرار دفعتنا إلى الاستفادة من ظاهرتي المصادفة المطلقة لمجموعتنا الشمسية وهما الكسوف والخسوف.

إنها مصادفة مذهلة أن يغطي القمر قرص الشمس، مثل غطاء العدسة، خلال كسوف الشمس الكلي. وبمحض المصادفة يتساوى الحجم الزاوي للشمس والقمر في السماء. فالحجم الزاوي لجسم ما يعتمد على حجم الشيء ومدى بعده. تخيل أننا ننظر إلى أبقار. إذا لاحظنا أن البقرة اللعبة، الأصغر بعشر مراتٍ من البقرة الحقيقية، تبدو بحجم البقرة الحقيقية نفسه، فإننا نعلم أن البقرة الحقيقية يجب أن تكون عشر مرات أبعد. وفي حالتنا نلاحظ أن الشمس والقمر متماثلان في الحجم الزاوي. لكن الشمس أبعد من القمر بحوالي 400، مرة، ولكنها أيضًا أكبر من القمر بحوالي 400 مرة، لذا يبدو وكأن لهما الحجم الزاوي نفسه. وما يزيد من أهمية الكسوف والخسوف هو أن لهما تاريخ انتهاء. فقد ذكرت سابقا أن قوة جاذبية القمر تُعرّض الأرض لتأثير الكبح. ويؤثر هذا في قدرتنا على التنبؤ بالكسوف والخسوف؛ لأنه يبطئ معدل دوران الأرض على نحو غير متوقع مع مرور الوقت. والتأثير الآخر لهذا هو ابتعاد القمر عن الأرض بحوالي 4سم (5.1 بوصة) سنويًّا ... أي إن البقرة اللعبة تبتعد، مما يفسد وهم تماثل الحجم. ولذا فإن الكسوف الكلي للشمس الذي نستمتع به اليوم لن يستمر إلى الأبد، وإذا تواجد أي بشر بعد حوالي 650 مليون سنة من الآن، فلن يشاهدوا سوى الكسوف الجزئي. ولكن، ما زال ذلك احتمالا بعيدًا، فبالنظر إلى أن أسلافنا البشر لم يظهروا على الأرض إلا منذ بضعة ملايين من السنين فقط، فربما تتطور قدرتنا على رؤية الأشعة السينية وبهذا سنرى الكون بطريقة تجعل الكسوف أمرًا غير ذي أهمية.

نحن الآن في زمن لا نقتصر فيه على مجرد انتظار حدوث الكسوف التالي. فهناك، على سبيل المثال، جهاز رصد الإكليل، وهو جهاز تلسكوبي ملحق يحجب جزءًا كبيرًا من الغلاف الضوئي. وبعد عام بقليل من الكسوف الأمريكي الكبير ، أطلقت وكالة ناسا بعثة جديدة غير مسبوقة تسمى مسبار باركر الشمسي. وعلى مدى سبع سنوات، شق هذا المسبار طريقه نحو الشمس، ليصل إلى مسافة 3.8 ملايين ميل من سطحها، منطقة وهي لم تُستكشف من قبل. قد لا يبدو هذا قريبًا جدًّا، ولكن كما رأينا، فإن سطح الشمس لا يمثل «حافة» النجم. فالإكليل يمتد بعيدًا في الفضاء ومن الصعب تحديد نهاية له. ويتدفق من الغلاف الجوي الساخن العالي الطاقة تيار من الجسيمات يسمى الرياح الشمسية، التي تطوق الكواكب الثمانية في مجموعتنا الشمسية. وهذا يعني أنه على الرغم من أن قلب الشمس الساخن بعيد، فإننا على الأرض نعيش داخل غلافها الجوي. كان على الرياح الشمسية التي تصل إلينا على الأرض أن تقطع على مدى عدة أيام ما يزيد على 93 مليون ميل، مما أدى إلى تشوهها وتغيرها بسبب جميع الجزيئات الأخرى في الطريق. وهذا يجعل دراسة الإكليل الداخلي أشبه ما يكون بمراقبة الطيور عبر ضباب كثيف من مسافة 100 متر (328 قدمًا). ولاستيعاب الأمر، علينا الاقتراب من الضباب والوقوف على مسافة أربعة أمتار (13) قدمًا فقط سيلتقط مسبار باركر صورًا عالية الدقة ويرصد تلك التوهجات النانوية المراوغة وخطوط المجال المغناطيسي، مما يساعد العلماء على فهم الكيفية التي يمكن بها لنجمنا أن يصل إلى درجات الحرارة العالية هذه بعيدًا عن مصدر الحرارة الداخلي. ومن المثير للاهتمام أنه نظرًا إلى وجود مسبار باركر بالقرب من الشمس، فقد شهد أيضًا أحداثًا مثل التوهجات الشمسية على الشمس قبل أن نشاهدها نحن على الأرض. يرصد مسبار باركر التوهج الشمسي بعد 20 ثانية من حدوثه فعليًّا، بينما يراه من الأرض بعد ثماني دقائق كاملة، وذلك بسبب سرعة الضوء المحدودة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

للحفاظ على سلامتها.. متحف الكفيل يشرع بخطته السنوية لصيانة مقتنياته

شعبة التوجيه الديني تنظّم مسابقةً ميدانية بذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

العتبة العباسية المقدسة تواصل إحياء ذكرى هدم قبور أئمة البقيع (عليهم السلام)

قسم الشؤون الفكرية يعقد اجتماعه الفصلي الأول لعام 2026م

المزيد

الآخبار الصحية

اكتشاف هام قد يمهّد لعلاج جديد للسمنة

تغييرات بسيطة في نمط الحياة تقلل خطر أمراض القلب بنسبة كبيرة

ليس اللب فقط!.. قشرة وبذور المانغو تخفي فوائد صحية مذهلة

زيادة استهلاك الكالسيوم ومنتجات الألبان يحمينا من مشكلات صحية خطيرة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

العلماء الروس يكتشفون طريقة تحسن فرص نجاح زراعة الأسنان

لحظة زمنية خاطفة في الدماغ تتحكم في التعلم والحركة

القمر لم يعد مجرد محطة.. خطوة جديدة تغيّر مستقبل البشرية

العلماء يكتشفون "نوعا جديد تماما" من الكواكب

المزيد

مواضيع ذات صلة

مادة عازلة بيضاء

اتساع الأفق

كسوف الشمس واكتشافاته

الاكليل الشمسي و وهم الكورونيوم

هل كان هناك تمدد انتفاخي؟

مشاكل النظرية ("نظرية الكون الانتفاخي")

قياس الثابت (القياس التجريبي للثابت الكوني وألغاز طاقة الفراغ)

معضلة الثابت الكوني وطاقة الفراغ

أكوان تتوالد ذاتياً

لا حد (فرضية هوكنج–هارتل عن أصل الزمان)

ثلاث نظريات عن أصل الكون

الجاذب العظيم