السلوك الغريب لقلب الشمس الحديدي يفاجئ العلماء

الشمس

أعاد العلماء في مختبر سانديا الوطني خلق الظروف داخل الشمس في محاولة لحل ألغاز أقرب نجم للأرض. (رصيد الصورة: NASA / SDO)



تساعد آلة على الأرض قادرة على إعادة تهيئة الظروف داخل قلب الشمس العلماء على دراسة كيف يتصرف الحديد في درجات حرارة محيرة للعقل. يقول الباحثون إن نتائج التجربة ، حتى الآن ، تتحدى التوقعات وقد تساعد في حل لغز الطاقة الشمسية الذي طال أمده.



إعادة تهيئة الظروف في الداخل الشمس ، مع درجات حرارة تتجاوز 3.9 مليار درجة فهرنهايت (2.2 مليار درجة مئوية) ، ليست مهمة سهلة ، لكنها شيء كان العلماء يفعلونه لعقد من الزمان في Z Machine في مختبر سانديا الوطني. تنتج هذه الآلة بعضًا من أقوى الأشعة السينية الموجودة على الأرض.

تحتوي كل نبضة على 80 تريليون واط من الكهرباء - أي أكثر من خمسة أضعاف الطاقة الكهربائية المجمعة لجميع محطات الطاقة على الأرض ، بحسب موقع سانديا . تدوم النبضات حوالي 100 نانوثانية لكل منها ، لكنها طويلة بما يكفي لتسخين عينة صغيرة جدًا من المواد لدرجة الحرارة الموجودة في قلب أقرب نجم على الأرض. [اختبار الطاقة الشمسية: هل تعرف شمسنا؟ ]



قال جون بيلي ، الباحث في مختبر سانديا الوطني والمؤلف المشارك في البحث الجديد ، لموقع ProfoundSpace.org: `` في فيزياء كثافة الطاقة العالية ، فإن إنشاء درجة حرارة تبلغ مليوني درجة ليس أمرًا غير شائع ''. نبضات Z Machine قوية جدًا لدرجة أن Bailey قال إنها تبخر المعدن تمامًا في الجزء المركزي من أجهزتها. 'لكن الأمر الصعب هو خلق هذه الظروف في عينة كبيرة بما يكفي وعمر طويل بما يكفي بحيث يمكنك قياس الخصائص بدقة.'

هذه الصورة التقطتها وكالة ناسا

في أحدث عمل للعلماء ، استخدم بيلي وزملاؤه نبضات الأشعة السينية لتوصيل هزة قوية من الطاقة لعينة صغيرة من الحديد ، والتي تتحول بعد ذلك إلى بلازما ساخنة بشكل لا يصدق ، تمامًا مثل الحديد داخل الشمس. توصل بيلي وزملاؤه إلى طريقة لقياس كمية الإشعاع التي تمتصها عينة الحديد ، وهي خاصية تسمى العتامة. وجدوا أن عتامة الحديد في هذه الظروف أعلى بنسبة 7 في المائة مما كان متوقعًا.



قد تؤثر هذه النتيجة على دراسة الشمس والنجوم الأخرى. حوالي عام 2001 ، وجدت مجموعة من الباحثين دليلًا على الملاحظة يشير إلى أن هناك 30٪ إلى 50٪ أقل من الأكسجين والكربون والنيتروجين في الشمس مما توقعته النماذج سابقًا ويبدو أن الملاحظات تظهر في السابق (يستمر النقاش بين العلماء حول التفسير الصحيح ). عندما تم دمج هذه الأرقام المختصرة في النماذج الشمسية ، فإن النتائج تتعارض مع بيانات الرصد حول البنية الداخلية للشمس (استنتج من خلال دراسة الموجات الصوتية التي تنتقل عبر النجم). تساءل العلماء عما إذا كانت الملاحظات غير صحيحة ، أو إذا كانت هناك حاجة إلى نموذج نجمي جديد تمامًا.

يمكن أن تساعد النتائج التي توصل إليها بيلي وزملاؤه في حل هذا الصراع الواضح.

شوهد الفيزيائي جيم بيلي من مختبرات سانديا الوطنية وهو يراقب مجموعة من الأسلاك التي ستسخن الرغوة إلى حوالي 4 ملايين درجة حتى تنبعث منها أشعة سينية تسخن هدفًا من رقائق معدنية إلى الظروف الداخلية للشمس.



شوهد الفيزيائي جيم بيلي من مختبرات سانديا الوطنية وهو يراقب مجموعة من الأسلاك التي ستسخن الرغوة إلى حوالي 4 ملايين درجة حتى تنبعث منها أشعة سينية تسخن هدفًا من رقائق معدنية إلى الظروف الداخلية للشمس.(رصيد الصورة: راندي مونتويا / سانديا)

تم تفسير الملاحظات من عام 2001 بناءً على القيم المتوقعة لشفافية الأكسجين والكربون والحديد عند وجدت درجات الحرارة داخل الشمس - لكن هذه القيم لم يتم قياسها مطلقًا في المختبر (كما هو مذكور أعلاه ، مثل هذه الملاحظات صعبة للغاية). إذا اختلفت عتامة المواد الثلاثة عن القيم المتوقعة سابقًا ، فقد يغير ذلك كيفية تفسير أدلة الملاحظة. هذا يعني أن كمية الأكسجين والكربون والحديد داخل الشمس قد لا تحتاج إلى تعديل بعد كل شيء ، وقد تظل النماذج صحيحة.

في الوقت الحالي ، قال بيلي إنه ومجموعته يركزون على فهم سبب تنبؤ النماذج السابقة بتعتيم أقل للحديد في درجات الحرارة المرتفعة. سيقوم الباحثون بإجراء اختبارات مماثلة على النيكل والكروم ، وهي عناصر تشبه الحديد كيميائيا. تستخدم العديد من مجموعات الباحثين آلة Z لإجراء التجارب ، لذا فإن الوقت محدود لبيلي وفريقه. بالنسبة لدراستهم على الحديد ، قال إنه يحصل على 'حوالي 10 طلقات في السنة'.

صحيح أننا نتمنى أن نتمكن من المضي قدمًا بشكل أسرع ، لكن على الأقل لدينا الفرصة لفعل شيء أدركه الناسيجبقال بيلي. نحن نعيد إنشاء ذرة من المادة الشمسية في مختبرنا. إن الحصول على فرصة للقيام بذلك أمر غير مسبوق حقًا.

تم نشر نتائج الدراسة الجديدة في طبعة حديثة من مجلة الطبيعة .

اتبع كالا كوفيلد تضمين التغريدة . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .