MIAKO 'ADIMU' YA JUA YA MWANGA MWEUPE IKO KILA MAHALI

Miako ya jua (solar flares) ni maachilio ya ghafla ya nishati ya sumaku. Hutoa mnururisho, chembe zenye nishati nyingi na plazima zinazoendesha hali ya hewa ya anga (space weather) katika Mfumo wa Jua. Daraja maalum hufanya hata mwanga unaoonekana wa Jua kung’aa zaidi: miako ya mwanga mweupe (white-light flares). Wa kwanza uliorekodiwa ulionwa na Carrington na Hodgson, kila mmoja peke yake, mwaka 1859.

Tangu wakati huo, imechukuliwa kuwa adimu na ya kupindukia. Sehemu kubwa ya nishati ya mwako huachiliwa juu sana katika korona, na ni vigumu kushusha kiasi cha kutosha chake ili kupasha joto matabaka ya kina yanayotoa mwanga unaoonekana. Tafiti za awali za ardhini zilihesabu michache tu kwa mwaka. Kabla ya Solar Dynamics Observatory (SDO) ya NASA, ni takriban miako 150 tu iliyokuwa imetambuliwa kwa uhakika kama miako ya mwanga mweupe; leo idadi ni mia chache, mingi ikiwa ya madaraja makubwa zaidi, X na M. Miako hupangwa kulingana na mwangaza wake wa eksirei (X-ray) katika madaraja B, C, M na X, kutoka dhaifu zaidi hadi yenye nguvu zaidi. Kambi nyingine kwa muda mrefu imedai kinyume chake: kila mwako huenda unang’aa kwa mwanga mweupe, na darubini hazikuwa tu na usikivu wa kutosha kuuona.

Pikseli kwa pikseli

Shuanghong Li, Yongliang Song na wenzao katika Vituo vya Kitaifa vya Uchunguzi wa Anga vya China (National Astronomical Observatories) na Chuo Kikuu cha China West Normal walianza kulimaliza swali hilo kwa kamera ya HMI ya SDO, ambayo imepiga picha uso unaoonekana wa Jua kila sekunde 45, kwa pikseli zenye upana wa takriban nusu sekunde-tao (arcsecond; sekunde-tao ni pembe ndogo sana, 1/3600 ya digrii), kwa zaidi ya miaka 15.

Mbinu yao ni rahisi kwa makusudi. Kwa kila pikseli katika eneo lenye mwako, wanafuatilia mwangaza wake kadiri muda unavyopita, wanaondoa mandharinyuma inayobadilika polepole, na wanatafuta mipigo. Ikiwa mpigo wenye nguvu zaidi wakati wa mwako unajitokeza juu ya mipigo iliyo kabla na baada yake kwa angalau mara sita ya mtawanyiko wao, pikseli huhesabiwa kuwa inang’aa. Vitone vilivyojitenga vya pikseli moja au mbili hutupwa, ili kuepuka athari za miale ya anga (cosmic rays) na pikseli zenye kelele. Kizingiti kilekile kinatumika kwa kila mwako.

Walichagua sampuli yenye masharti makali: maeneo amilifu 769 (active regions) — viraka vya sumaku vinavyozunguka madoa ya jua, ambako miako huzuka — yaliyochaguliwa miongoni mwa yale yenye shughuli ndogo zaidi, kila moja likitoa miako chini ya kumi, kati ya Januari 2011 na Mei 2025. Hilo lilitoa miako 1,951 — 547 ya daraja B, kundi dhaifu zaidi katika sampuli, 1,316 ya daraja C, 88 ya daraja M, na hakuna hata mmoja mkubwa wa daraja X.

Mwako mmoja kati ya miwili

Miako 1,012 kati ya 1,951 iling’aa kwa mwanga mweupe: 51.9%. Sehemu hiyo hupanda pamoja na ukubwa wa mwako: 36.9% kwa daraja B, 55.9% kwa daraja C na 85.2% kwa daraja M. “Kwa mara ya kwanza,” waandishi wanaandika, utoaji wa mwanga mweupe unaonekana kuwa umeenea hata miongoni mwa miako ya daraja B.

Theluthi mbili za maeneo tulivu (508 kati ya 769) yalitoa angalau mwako mmoja wa mwanga mweupe. Kadiri eneo lilivyotoa miako mingi zaidi, ndivyo uwezekano ulivyokuwa mkubwa zaidi: 43.6% ya maeneo yenye mwako mmoja, 68.1% yenye miwili, 76.5% yenye mitatu, 86.1% yenye minne, na karibu yote yale yenye sita au zaidi. Mwaka baada ya mwaka, kiwango kilifuata kwa karibu idadi ya madoa ya jua katika maeneo yaliyochunguzwa (uhusiano r ≈ 0.85). Hakikuonyesha upendeleo wowote kwa latitudo, na kilifuata mzunguko wa jua: takriban 57% ya miako katika mzunguko 24, 45% hadi sasa katika mzunguko 25.

Yamejificha waziwazi

Kwa nini ilikoswa kwa muda mrefu hivyo? Viraka vinavyong’aa, ambavyo waandishi wanaviita viini (kernels), ni vidogo sana: kwa kawaida chini ya sekunde-tao 2 za mraba (takriban pikseli nane za kamera), kamwe si zaidi ya sekunde-tao 5 za mraba. Kwa kawaida hudumu dakika 6 hadi 16 na huongeza mwangaza wa uso kwa 3 hadi 20% tu, mara nyingi 6 hadi 9% — karibu kabisa na kizingiti cha 8% ambacho tafiti nyingi za awali zilitumia kutangaza ugunduzi.

Zaidi ya yote, vingi vyao viko nje ya madoa ya jua, katika Jua tulivu: 91.4% ya viini katika miako ya daraja B, 86.1% katika ya daraja C na bado 74.4% katika ile ya daraja M. Huko, dhidi ya mandharinyuma ambayo tayari inang’aa, utofautishaji ni hafifu na ni vigumu kuuona kwa macho. Na mwako unapokuwa na viini kadhaa, kwa kawaida vinang’aa bila kuwiana kimuda, kwa hiyo kulinganisha picha mbili tu hukosa baadhi yake. Miako midogo kwa kawaida huwa na kiini kimoja; miako ya daraja M kwa kawaida huwa na zaidi ya vitatu.

Kinachoamua mng’ao

Mwangaza wa kiini, hata hivyo, hauonyeshi uhusiano wowote na daraja la mwako, uga wa sumaku wa mahali hapo au ukubwa wa kiini. Unaendana na muda ambao kiini hudumu na muda kinaochukua kupanda. Waandishi wanashuku kwamba mpangilio wa sumaku wakati wa mwako huamua jinsi angahewa ya kina inavyopashwa joto kwa ufanisi. Takriban nusu ya viini hufikia kilele kati ya alama mbili kuu za ishara ya eksirei ya mwako, jambo linaloashiria mchanganyiko wa michakato ya kupasha joto.

Zaidi ya Jua

Ugunduzi huu unafika mbali zaidi ya nyota yetu. Miako ya jua ya mwanga mweupe inafanana na miako kwenye nyota nyingine, na miako hafifu ya nyota humezwa na mwanga wa nyota nzima. Nyota ambazo hakuna mwako ulioonekana kwazo, waandishi wanapendekeza, huenda zikawa amilifu kama Jua. Pia wanaorodhesha mipaka yao wenyewe: chochote kinachodumu chini ya sekunde 45 au kilicho kidogo kuliko nusu sekunde-tao hukwepa kamera, vitone vilivyojitenga vilitupwa, na sampuli ina miako midogo kwa sehemu kubwa.

Utafiti huu unakuja, waandishi wake wanabainisha, zaidi ya miaka 170 baada ya uchunguzi wa Carrington — na katika mwaka wa maadhimisho ya miaka 200 tangu kuzaliwa kwake.