العالمة السورية شادية حبال، ودراساتها المعمقة لحل ألغاز الشمس

العالمة السورية شادية حبال ودراساتها المعمقة لحل ألغاز الشمس

تلاحق عالمة الفلك في جامعة هاواي كسوف الشمس حول العالم في محاولة منها لحل أكبر ألغاز الشمس
تقوم عالمة الفلك بجامعة هاواي شادية حبال برحلات عبر الصحاري وتعبر المحيطات وتشجع الدببة القطبية بحثا عن لمحة عابرة عن كسوف كلي للشمس.

21 أيلول 2015
بقلم إليما لوميس
ترجمة محمد عبد الكريم يوسف

لم تبشر الرحلة إلى سفالبارد بالخير ، وهي أرخبيل بعيد في المحيط المتجمد الشمالي ، في منتصف الطريق تقريبا بين النرويج والقطب الشمالي ، فقد تأخرت بسبب الأمطار والثلوج والرياح بسرعة 50 ميلا في الساعة.

كان ذلك في أذار 2015 ، وقادت عالمة الفلك بجامعة هاواي شادية حبال فريقا مؤلفا من حوالي 20 عالما ومهندسا وفنيا في منتصف الطريق عبر الكوكب على أمل التقاط صور جديدة وملاحظات علمية للكسوف الكلي للشمس ، وجمع البيانات التي يمكن أن تساعد في الكشف عن بعض أكبر ألغاز الشمس. ولكن ، على الرغم من أنها كانت تخطط للرحلة الاستكشافية لأكثر من أربع سنوات ، إلا أنها كانت تعلم أن هناك شيئا مهما في عملها لا تتحكم فيه مطلقا: السماء الصافية.

لم يكن جود جونسون ، المهندس المقيم في كولورادو وأحد المتعاونين القدامى مع حبال ، يشعر بالتفاؤل أثناء تهدئته في مطار أوسلو. التخطيط لمراقبة كسوف على جزيرة في الدائرة القطبية الشمالية - في شهر أذار ليس أقل من ذلك - كان محفوفا بالمخاطر في أحسن الأحوال. بالإضافة إلى ذلك ، سافر إلى سفالبارد قبل عام في رحلة استكشافية مع حبال ، ولم يكن الطقس جيدا. يتذكر قائلا: "أعتقد أننا رأينا الشمس لمدة أربع ساعات على مدار أسبوع". "لم يكن الأمر مشجعا للغاية."

خلال عقود من السفر حول العالم كمطاردة للكسوف ، تعرضت حبال للكثير من خيبة الأمل. إنه علم دقيق. بعد توجيه فريقها وآلاتها الموسيقية إلى ما غالبا ما يكون جزءا بعيدا ولا يمكن الوصول إليه من العالم ، ستحصل على فرصة واحدة فقط لمراقبة الكسوف خلال نافذة كلية لا تزيد عادة عن دقيقتين أو ثلاث دقائق. كل ما يتطلبه الأمر هو الاستحمام المفاجئ ، أو اليوم الضبابي ، أو العاصفة الترابية التي تمر في اللحظة الخطأ ، لتقترب من رحلة استكشافية قد تكون استغرقت سنوات من التخطيط وتسبب خسارة كاملة.

وحتى داخل المجتمع العلمي ، أدت التحديات اللوجيستية الهائلة والمخاطر التي لا يمكن تخفيفها من الفشل التام إلى التشكيك في قيمة أبحاث الكسوف. لكن تبقى حقيقة أن العلم ليس لديه حاليا طريقة أفضل لرصد الهالة الشمسية - الغلاف الجوي الغامض الذي يحيط بالشمس ويلعب دورا رئيسيا في الرياح الشمسية والقوى المغناطيسية التي تؤثر على كوكبنا - من خلال الكسوف الكلي للشمس.


يمكن تجهيز التلسكوبات الأرضية بأداة تسمى كوروناجراف ، لمنع وهج القرص الشمسي لخلق نوع من الكسوف الاصطناعي. لكن الهالة لا تزال باهتة لدرجة أنها تختفي أمام السماء الزرقاء ، مما يجعل من الصعب ملاحظتها في ضوء النهار العادي. يمكن للتلسكوبات الفضائية الحصول على رؤية أوضح ، لكنها مقيدة بأجهزة الاستشعار والتكنولوجيا التي أصبحت قديمة الآن.

"النقد المعتاد هو ،" أنت تحت رحمة الطقس ، هل يستحق ذلك كل هذا الجهد والنفقات؟ " تقول. "أقول ،" نعم."

ليس الأمر أن السيدة حبال لن تتحوط تجاه رهاناتها.

بالنسبة للكسوف في بيئة نائية وصعبة مثل القطب الشمالي ، فقد اتخذت عددا غير عادي من الاحتياطات لضمان عدم خروج فريقها خالي الوفاض. في سفالبارد ، قامت بتأمين استخدام مرصد قديم لإعداد أدواتها. سيعمل جزء من فريقها هناك أثناء الكسوف ، بينما ستقوم مجموعة أخرى بإبداء الملاحظات من حظيرة فارغة في مطار سفالبارد ، على بعد 10 أميال. في الوقت نفسه ، أرسلت طاقما أصغر إلى جزر فارو ، قبالة الدنمارك. وهناك فريق رابع يسجل الملاحظات من مستوى خاص ويتبع المسار الكلي على ارتفاع 49000 قدم – البيئة ليست بيئة مشاهدة مثالية ، بسبب حركة المنصة والنوافذ الزجاجية السميكة ، ولكن أعلى بكثير من أي طقس سيئ. أخيرًا ، قام أحد الزملاء بتأمين استخدام طائرة ثانية من أيرلندا ، لذلك سترسل السيدة حبال أدوات على تلك الرحلة أيضا ، على ارتفاع أقل من 10000 قدم.

ولكن إذا شعرت السيدة حبال بأي قلق بشأن الرحلة القادمة أثناء استعدادها النهائي في شباط ، فإن الأمر لا يتعلق بالطقس بقدر ما يتعلق بالحياة البرية.

قالت: "مخاوفي الأكبر هو الدببة القطبية" ، وهي محاطة بالأوراق والكتب والأدوات في مكتبها في معهد علم الفلك في مانوا. "لأنها قاتلة ، وهي ضخمة."

أسرار الشمس
========
باطن الشمس جحيم ، تصل درجة حرارته إلى حوالي 15 مليون درجة. سطح الشمس أبرد بشكل ملحوظ ، حيث لا يتجاوز 6000 درجة. لكن إذا سافرنا إلى الخارج عبر الهالة الشمسية ، فترتفع الحرارة مرة أخرى ، إلى ما بين مليون و 2 مليون درجة. إنه هذا التغير الغامض في درجة الحرارة الذي يناضل العلماء لتفسيره.

الهالة لغز علمي. نظرا لكونها تشكل الغلاف الجوي الخارجي للشمس ، فهي نقطة انطلاق العواصف والتوهجات الشمسية التي يمكنها تدمير الأقمار الصناعية وتعطيل الشبكات الكهربائية وإضاءة سماء الأرض بالأضواء الشمالية. لكن القوة التي تحكم تلك الظواهر القوية - المجالات المغناطيسية للشمس - غير مرئية تماما.

وهذا أحد أسباب تركيز حبال على دراسة الحديد ، وهو أحد أكثر العناصر وفرة في الهالة. عندما يتم تسخينه إلى درجات حرارة عالية ، يتأين الحديد ، مثل العناصر الأخرى ، مما يعني أن ذراته تفقد الإلكترونات. من خلال وضع مرشحات خاصة على عدسات الكاميرا الخاصة بها أثناء الكسوف ، تستطيع حبال التقاط صور للضوء المنعكس بواسطة نوعين من جزيئات الحديد المتغيرة ، مما يؤدي بشكل فعال إلى إنشاء خريطة درجة حرارة الهالة الشمسية.

تميل على مكتبها متكئة للإشارة إلى صورة كسوف على جدارها ، متتبعة الهالات المتداخلة والأعمدة بإصبعها. تشير الخطوط الحمراء إلى الحديد عند 2 مليون درجة والأخضر عند مليون درجة. لكن ليس فقط درجة الحرارة هو الشيء المثير للاهتمام. تقول: "عندما ترى هذا ، فإنك تدرك ، حسنا ، أن هناك الكثير من الهياكل في الهالة".

ونظرا لأن الجسيمات تميل إلى التأين عند خطوط المجالات المغناطيسية للشمس ، فإن مراقبة مكان تجمعها وتشتتها يمكن أن يساعد العلماء أيضا على البدء في فهم هذه الحدود غير المرئية - تماما مثل مشاهدة الأخشاب الطافية وهي تتحرك عبر تيار المحيط.

صناعة عالم:
=======
نشأت السيدة حبال في سوريا في عائلة من المعلمين الذين شددوا على أهمية التعليم لجميع أطفالهم. التحقت بمدرسة خاصة حيث تعلمت الفرنسية والإنجليزية والعربية. في الصف التاسع ، ألهمت معلمة ديناميكية حلمها بأن تصبح عالمة ، من خلال تجارب اختبرت الكهرباء والمغناطيسية.

تقول: "كان هناك شيء رائع بالنسبة لي في الفيزياء". "ما زلت أشعر أنه أساس كل العلوم."

في نفس الوقت تقريبا ، قرأت قصة حياة ماري كوري ، وأصبحت عالمة الفيزياء التي كانت رائدة في دراسة الإشعاع معبود حبال. كانت سوريا مكانًا تقدميا في ذلك الوقت ، قبل ظهور التطرف الديني والعنف الذي يؤثر على المنطقة اليوم ، ولم تر حبال أي سبب قد لا تتبع خطى كوري. "لم يخبرني أحد على الإطلاق ،" لا يمكنك فعل هذا لأنك امرأة. "أبدا" ، كما تقول. "ومن المفارقات ، أنني لم أشعر أبدا بالتمييز، إلا عندما أتيت إلى الولايات المتحدة لأول مرة."

تخرجت من جامعة دمشق ، وذهبت لدراسة الفيزياء في الجامعة الأمريكية في بيروت ، ثم انتقلت إلى الولايات المتحدة للحصول على الدكتوراه من جامعة سينسيناتي في السبعينيات. كانت هناك لاحظت أن جنسها قد تركها أحيانا المرأة الغريبة - شعرت أحيانًا أنها مستبعدة في التجمعات الاجتماعية ، ووضعت ملاحظة عقلية عن الرواتب المنخفضة المدفوعة للنساء. ومع ذلك ، لم تشعر حبال أبدا أن جنسها يقف في طريقها.

تقول: "أعني ، لا أفكر في نفسي أبدًا على أنني" عالمة ". "لم أشعر بأي تثبيط ، لذلك تمكنت من المنافسة وتحقيق الإنجاز بقدر - أو حتى تجاوز إنجازات - زملائي الذكور."

كان اهتمام حبال بالمغناطيسية هو ما جذبها لدراسة الشمس. ثم ، في عام 1995 ، بدافع الفضول تقريبا ، خططت لرحلة لمراقبة كسوف الشمس في الهند. سافرت مع مجموعة صغيرة ، وجلبت فقط ما يكفي من المعدات لالتقاط بعض الصور - كانت لا تزال تستخدم فيلما فوتوغرافيا في ذلك الوقت - ولكن التجربة ثابتة في ذاكرتها بشكل لا يمحى.

"كان ذلك في وقت مبكر من الصباح في الهند ، حوالي الساعة الثامنة. كانت الشمس عند أدنى حد من نشاطها. وتستطيع أن ترى اللافتات تنطلق إلى ما لا نهاية "، تتذكر. "لم أر قط هالة مثلها منذ ذلك الحين - كدت أشعر بها." استمرت الكلية 42 ثانية فقط. كانت مدمنة.

" ما هي فرصة كرة الثلج وسط الجحيم"
=====================
عند وصولها إلى سفالبارد متأخرة عن الموعد المحدد ، مرت العاصفة ، لكنها كانت لا تزال باردة ومغطاة بالغيوم ، وسرعان ما شرع الفريق في استعادة معداتهم وتنظيمها. نظرا لعدم استعداد السيدة حبال للمخاطرة بفقدان أو كسر عدسة حساسة أو أداة علمية لا تقدر بثمن أثناء الشحن ، فقد تبنت السيدة حبال وفريقها منذ فترة طويلة عادة حمل كل معداتهم إلى الموقع يدويا ، وتعبئة أغراض أكثر ثباتا في أمتعتهم ، وحمل أدوات هشة في حقائب يد ، وهي ممارسة أكسبتهم لقب " صيادي الرياح الشمسية ".

هذه المرة ، على الرغم من ذلك ، تم شحن اثنين من حوامل الأدوات الضخمة ، الثقيلة جدا بحيث لا يمكن حملها كأمتعة ، إلى الأمام. عندما ذهب جونسون لإحضارهم ، غرق قلبه ليرى أن لوحة القاعدة الداعمة الكبيرة مفقودة. يقول: "لم تعد الأشياء مقيدة". "من الواضح أنهم أزالوهم من على المنصات ، وفقدوا قطعة واحدة ، وهو أمر بالغ الأهمية".

في الجزيرة التي يبلغ عدد سكانها 2600 شخص ، وجد الفريق ميكانيكيًا لديه ورشة لإصلاح المعدات الثقيلة ، ووعده بالبحث في كومة الخردة الخاصة به ومعرفة ما يمكنه فعله. قبل يومين فقط من الاستعداد قبل الكسوف ، حول جونسون انتباهه إلى المعدات المتبقية وتمنى الأفضل.

ثم ، "لدهشنا كثيرا ، في الساعة 11 مساء ، تلقينا رسالة نصية تقول ،" لقد انتهيت من القاعدة ، إنها بالخارج تحت الثلج ".

كانت القطعة الجديدة ضخمة ، لكنها ستنجح. استغرق الأمر رجلين لرفعها على ظهر عربة ثلجية ونقلها إلى المرصد الرئيسي ، متدحرجين تحت ثقلها من خلال الثلوج الكثيفة. في الساعات الأخيرة التي سبقت الخسوف ، هرع الفريق لإجراء استعداداته النهائية.

في الأيام القليلة الماضية قبل الكسوف ، راقبت السيدة حبال والفريق الطقس بعناية. في اليوم السابق ، بدت الغيوم وكأنها قد تتفكك. ثم ، في صباح الكسوف ، أشرقت الشمس إلى سماء صافية تماما. يقول جونسون: "كنا محظوظون جدا". "لم أكن لأعطيها فرصة تشبه فرصة كرة الثلج وسط الجحيم."

نهضوا باكرا وسارعوا إلى محطاتهم. في المرصد ، فتحت السيدة حبال وفريقها الأبواب والنوافذ ، مما أتاح للغرفة وقتا لتبرد وتعادل درجة الحرارة في الخارج.

على الرغم من أن أعضاء فريق العلماء ظلوا مجمعين في ستراتهم ، وقبعاتهم ، وقفازاتهم ، عند درجة حرارة 20 درجة تحت الصفر ، فإن أجهزة الكمبيوتر التي كانت تتحكم في كاميراتهم تم دفعها إلى أقصى حد. ثم ، عندما بدأ الكسوف يقترب من مجمله ، تحطمت أجهزة الكمبيوتر. مع تبقي بضع دقائق فقط ، أعاد الفريق تشغيله بسرعة.

عندما بدأت أجهزة الكمبيوتر العد التنازلي لمدة دقيقتين على المجموع ، قام أعضاء الفريق بضبط أجهزتهم للتسجيل. ثم جاء الجزء الصعب - كان عليهم المغادرة. خشيت السيدة حبال من أنه حتى خطواتهم على الأرضيات الخشبية المليئة بالصدمات في المرصد القديم قد تسبب حركة كافية لطمس صورهم. "خرجنا جميعا وتركنا الكاميرات تعمل. كنت في حالة ذهول. لا يمكنني فعل أي شيء سوى النظر إلى الشمس ".

كانت لحظة نادرة. على الرغم من أنها مرت الآن بـ 13 حالة خسوف حول العالم ، إلا أن السيدة حبال تجد نفسها عادة ملتصقة بأجهزة الكمبيوتر والأدوات الخاصة بها ، ولا تدخر أكثر من بضع ثوانٍ للاستمتاع بالمنظر. الآن ، وقفت بالقرب من باب المرصد حتى تتمكن من سماع صوت الطمأنينة لكاميراتها ، لمدة دقيقتين و 20 ثانية تالية ، أخذت كل شيء.
وتقول إنه حتى بعد 20 عامًا ، فإن المشهد مثير للإعجاب.
تقول: "إنه رائع حقا". "إنك تشهد آليات الكون - حركة القمر والشمس والأرض."

عندما انتهى الكسوف بمجمله ، أسرعت إلى الداخل للتحقق من معداتها. عملت الكاميرات على أكمل وجه ، حيث التقطت صورا مذهلة للهالة بكامل مجدها. سوف تمر شهور قبل أن تتمكن من استعراض نتائجها وتحليل البيانات بشكل صحيح ، لكنها حصلت على ما أتت من أجله. هذه المرة ، على الأقل ، لن تعود إلى المنزل خالية الوفاض.
بعد دقائق ، تعطلت أجهزة الكمبيوتر مرة أخرى.

النص الأصلي:
Ilima Loomis, This Hawai‘i Astronomer Chases Solar Eclipses Around the World Trying to Solve the Biggest Mysteries of the Sun, September 21, 2015