8. دراسة الشمس

بحث علماء الفلك المسلمون والعرب في حساب إهليليجية الشمس، وتوصلوا إلى تقديرات قريبة جدا من تقديرات العلم الحديث فيما يختص ببعد الشمس عن مركز الأرض كما ضبط الفلكيون العرب حركة أوج الشمس وتداخل فلكها في أفلاك أخرى نحو عام 290 هـ، 902 م. وتنسب إلى الزرقالي (ت 493 هـ، 1099 م) أدق درجة عُرفت في زمانه لحركة أوج الشمس بالنسبة إلى النجوم، وقد بلغ مقدارها إذ ذاك 04. 12 دقيقة بينما مقدارها الحالي 12.08 دقيقة. وتوصل ابن رشد (ت 595 هـ، 1198 م) بالحساب الفلكي إلى وقت عبور عطارد على قرص الشمس، ولما رصده وجده بمثابة بقعة سوداء على قرص الشمس في الوقت الذي تكهن به تماما. كما كان ابن رشد أول من كتب عن كُلف الشمس[1].

ولم تتضح معرفة العلاقة بين الأرض والشمس إلا في أوائل القرن السادس عشر الميلادي. ففي عام 1543م، بيَّن الفلكي البولندي نيكولاس كوبرنيكوس أن الشمس هي مركز المجموعة الشمسية. وقال إن الأرض والكواكب تدور حول الشمس[2].

أ. الدراسات الشمسية الحديثة

تستقبل الأرض، من الشمس ضوءا أكثر مما تستقبله من بقية النجوم. ولكي يتمكن الفلكيون من دراسة الضوء باستفاضة كافية، صممت أجهزة التلسكوب الشمسية بحيث تجعل الصورة الضوئية منتشرة إلى أكبر قدر ممكن[3]. ويستخدم الفلكيون مطيافا شمسيا لتحليل طيف الشمس. ويعمل المطياف على تفريق ألوان الطيف، ليتمكن الراصد من دراسة ضوء الشمس.

وهناك جهاز يسمى الكوروناجراف يستخدم خصيصا في الدارسات الشمسية، يمكن بوساطته تصوير الإكليل الشمسي في أي وقت دون انتظار حدوث كسوف كلى للشمس. وهو أنبوبة يتوسطها قرص صُمم خصيصا ليحجب الضوء من الطبقة المرئية والطبقة الملونة من الشمس. وبهذه الطريقة يمكن للفلكيين القيام بدراسات كسوف مصطنع للشمس في أي وقت دون ما انتظار لحدوث كسوف حقيقي.

وليس في الإمكان دراسة ضوء الشمس من الأرض إلا في الموجات المرئية، والراديوية. أما الجزء الأكبر منه في هذه الموجات، فيمكن دراسته من الفضاء[4].

وفي السبعينيات من القرن العشرين، أدرك الفلكيون أن كثيرا من التحركات في جو الشمس تحدث على هيئة موجات. ويعتقدون أن هذه الموجات تنتج في منطقة الحمل بداخل الشمس. فالموجات التي تحدث في جو الشمس ما هي إلا صدى لما يحدث في التكوينات الداخلية للشمس. وأمكن عن طريق دراسة هذه الموجات فيما يعرف بدراسة الزلازل الشمسية معرفة ما يحدث بداخل الشمس من ناحية التغيرات الحرارية، والتغيرات في الكثافة، والتركيب الكيميائي. كما أفادت هذه الدراسات الفلكيين في معرفة كيفية تغير معدل دوران الشمس تبعا لتغير البعد عن سطح الشمس نحو الداخل.

وأطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1980 م سفينة فضاء أطلق عليها (قمر برنامج دورة النشاط الشمسي الأعظم)، ثبت من خلال أرصاده أن البقع الشمسية تقلل من كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى جو الأرض.

ب. شمس منتصف الليل

مصطلح يستخدم للشمس حين تظهر طوال 24 ساعة في اليوم في المناطق القطبية، ففي القطب الشمالي تظل الشمس مشرقة طوال ستة أشهر بين 20 مارس و 23 سبتمبر. وفي القطب الجنوبي، تظل الشمس فوق الأفق ما بين 23 سبتمبر و 20 مارس. تتضاءل فترة الإشراق المستمر كلما ابتعدنا عن القطبين. وتظهر شمس منتصف الليل لبضعة أيام فقط في حوالي 21 يونيو عند الخط الوهمي المسمى بالدائرة القطبية في حين يستمر ظهورها لمدة يوم أو يومين في حوالي 21 ديسمبر عند خط وهمي آخر يعرف باسم الدائرة القطبية الجنوبية.

تتولد شمس منتصف الليل عن ميل محور الأرض في أحد الاتجاهات أثناء دوران الأرض حول الشمس، فيميل أحد القطبين نحو الشمس لمدة ستة أشهر، في حين يميل الآخر عن الشمس التي تدور كذلك حول محورها. تؤدي هذه الحركة إلى جعل الشمس تشرق وتغرب على فترات منتظمة، مسببة الليل والنهار في شتى أنحاء الأرض.