توهّجات الشمس «النادرة» في الضوء الأبيض موجودة في كل مكان

التوهّجات الشمسية انطلاقات مفاجئة للطاقة المغناطيسية. فهي تبعث إشعاعًا وجسيمات عالية الطاقة وبلازما تحرّك طقس الفضاء عبر المجموعة الشمسية. وثمة فئة خاصة تجعل حتى الضوء المرئي للشمس يشتدّ سطوعًا: توهّجات الضوء الأبيض (white-light flares). وقد رصد أولها المسجَّل كلٌّ من كارينغتون (Carrington) وهودجسون (Hodgson) على نحو مستقل عام 1859.

ومنذ ذلك الحين، عُدّت نادرة ومتطرفة. فمعظم طاقة التوهّج تنطلق عاليًا في الإكليل (corona)، ومن الصعب أن يُنقل منها إلى الأسفل ما يكفي لتسخين الطبقات العميقة التي تبعث الضوء المرئي. ولم تُحصِ الدراسات الأرضية الأولى إلا بضعة توهّجات منها في السنة. وقبل مرصد ديناميكيات الشمس (SDO) التابع لوكالة ناسا، لم يكن قد ثبت بيقين أنها توهّجات ضوء أبيض إلا لنحو 150 توهّجًا؛ واليوم يبلغ العدد بضع مئات، أغلبها من أكبر الفئات، X وM. وتُصنَّف التوهّجات بحسب سطوعها في الأشعة السينية إلى الفئات B وC وM وX، من الأضعف إلى الأقوى. وقد دافع فريق آخر طويلًا عن الرأي المعاكس: فربما يتوهّج كل توهّج في الضوء الأبيض، وكل ما في الأمر أن التلسكوبات افتقرت إلى الحساسية اللازمة لرؤية ذلك.

بكسلًا بكسلًا

شرع شوانغهونغ لي (Shuanghong Li) ويونغليانغ سونغ (Yongliang Song) وزملاؤهما في المراصد الفلكية الوطنية الصينية وجامعة الصين الغربية للمعلمين (China West Normal University) في حسم المسألة بكاميرا HMI على متن SDO، التي تصوّر سطح الشمس المرئي كل 45 ثانية، ببكسلات يبلغ عرضها نحو نصف ثانية قوسية (والثانية القوسية زاوية ضئيلة جدًا، 1/3600 من الدرجة)، منذ أكثر من 15 عامًا.

وطريقتهم بسيطة عن قصد. فلكل بكسل في منطقة متوهّجة، يتتبّعون سطوعه عبر الزمن، ويطرحون الخلفية البطيئة التغير، ويبحثون عن نبضات. فإذا برزت أقوى نبضة أثناء التوهّج عن النبضات التي تسبقها وتليها بستة أضعاف تشتّتها على الأقل، عُدّ البكسل متوهّجًا. وتُستبعد النقاط المعزولة المؤلفة من بكسل أو اثنين، تفاديًا لإصابات الأشعة الكونية والبكسلات المشوبة بالضجيج. وتُطبَّق العتبة نفسها على كل التوهّجات.

واختاروا عيّنة صارمة: 769 منطقة نشطة — وهي المناطق المغناطيسية المحيطة بالبقع الشمسية حيث تنفجر التوهّجات — اختيرت من بين أقلّها نشاطًا، وأنتجت كل منها أقل من عشرة توهّجات، بين يناير 2011 ومايو 2025. وقد أعطى ذلك 1,951 توهّجًا: 547 من الفئة B، وهي أضعف فئة في العيّنة، و1,316 من الفئة C، و88 من الفئة M، ولا شيء على الإطلاق من عمالقة الفئة X.

توهّجٌ من كل اثنين

توهّج 1,012 من التوهّجات الـ1,951 في الضوء الأبيض: أي 51.9%. وترتفع النسبة مع حجم التوهّج: 36.9% للفئة B، و55.9% للفئة C، و85.2% للفئة M. ويكتب المؤلفون أنه «للمرة الأولى» يتبيّن أن انبعاث الضوء الأبيض واسع الانتشار حتى بين توهّجات الفئة B.

وأنتج ثلثا المناطق الهادئة (508 من 769) توهّجًا واحدًا على الأقل في الضوء الأبيض. وكلما أنتجت المنطقة توهّجات أكثر، زاد الاحتمال: 43.6% من المناطق ذات التوهّج الواحد، و68.1% من ذوات التوهّجين، و76.5% من ذوات الثلاثة، و86.1% من ذوات الأربعة، وكلها تقريبًا من ذوات الستة فأكثر. وعامًا بعد عام، تتبّع المعدلُ عددَ البقع الشمسية في المناطق المدروسة عن كثب (معامل ارتباط r ≈ 0.85). ولم يُظهر أي تفضيل لخط عرض معيّن، وتبع الدورة الشمسية: نحو 57% من التوهّجات في الدورة 24، و45% حتى الآن في الدورة 25.

مختبئة على مرأى من الجميع

لماذا غابت عن الأنظار طويلًا؟ لأن الرقع المتوهّجة، التي يسمّيها المؤلفون نوى (kernels)، صغيرة جدًا: أغلبها أصغر من 2 ثانية قوسية مربعة (أي نحو ثمانية بكسلات من بكسلات الكاميرا)، ولا تتجاوز أبدًا 5 ثوانٍ قوسية مربعة. وتدوم في الغالب من 6 إلى 16 دقيقة، ولا تزيد سطوع السطح إلا بنسبة 3 إلى 20%، وعادةً 6 إلى 9%، أي في حدود عتبة الـ8% التي استخدمتها دراسات سابقة كثيرة لاعتبار الرصد رصدًا.

وفوق كل ذلك، يقع معظمها خارج البقع الشمسية، في الشمس الهادئة: 91.4% من النوى في توهّجات الفئة B، و86.1% في الفئة C، ولا يزال 74.4% في توهّجات الفئة M. وهناك، على خلفية ساطعة أصلًا، يكون التباين ضعيفًا ويصعب رؤيته بالعين. وحين يكون للتوهّج عدة نوى، فإنها عادةً تشتدّ سطوعًا في أوقات غير متزامنة، ولذا فإن المقارنة بين لقطتين فقط تُغفل بعضها. وللتوهّجات الصغيرة في الغالب نواة واحدة؛ أما توهّجات الفئة M فلها عادةً أكثر من ثلاث.

ما الذي يحدّد التوهّج

غير أن سطوع النواة لا يُظهر أي صلة بفئة التوهّج، ولا بالحقل المغناطيسي المحلي، ولا بحجم النواة. بل يرتبط بالمدة التي تدومها النواة وبالوقت الذي تستغرقه لبلوغ ذروتها. ويشتبه المؤلفون في أن البنية المغناطيسية لحظةَ التوهّج هي التي تحدّد مدى كفاءة تسخين الغلاف الجوي العميق. ونحو نصف النوى تبلغ ذروتها بين معلمين من معالم إشارة التوهّج في الأشعة السينية، مما يوحي بمزيج من عمليات التسخين.

ما وراء الشمس

يتجاوز هذا الاكتشاف نجمنا. فتوهّجات الشمس في الضوء الأبيض تشبه التوهّجات على النجوم الأخرى، والتوهّجات النجمية الضعيفة تغرق في ضوء النجم بأكمله. ويقترح المؤلفون أن النجوم التي لم يُرصد عليها أي توهّج قد تكون نشطة بقدر الشمس. ويذكرون كذلك حدود دراستهم: فكل ما هو أقصر من 45 ثانية أو أصغر من نصف ثانية قوسية يفلت من الكاميرا، والنقاط المعزولة استُبعدت، والعيّنة تضم في الغالب توهّجات صغيرة.

ويلاحظ مؤلفو الدراسة أنها تأتي بعد أكثر من 170 عامًا على رصد كارينغتون، وفي العام الذي يصادف الذكرى المئتين لميلاده.