سجّل مرصد كودايكانال الشمسي الشمس منذ 1904، وكشفت أطيافه في يناير 1909 أثر إيفرشد

يقع مرصد كودايكانال الشمسي على ارتفاع 2,343 مترا في تلال بالاني في تاميل نادو، ويقول المعهد الهندي للفيزياء الفلكية (IIA)، الذي يشغّله، إن صوره للشمس بالضوء الأبيض تُلتقط بتلسكوب قطره 6 بوصات منذ 1904. ويصف المعهد النتيجة بأنها من أطول السلاسل المتصلة لبيانات الشمس. وفي يناير 1909 سجّل مطياف في الموقع نفسه غازا في بقعة شمسية يتحرك نحو الخارج عبر الحلقة الخارجية للبقعة، وهي حركة كتب جون إيفرشد أنها لم تُرصد من قبل، على حد علمه. وتسمى أثر إيفرشد.

تأسس المرصد في 1 أبريل 1899، وفي 2025 وضع البريد الهندي مبناه الرئيسي ذا القبتين على طابع تذكاري.

لجنة وتل ونقل من مدراس

جاءت الفكرة من مدراس (تشيناي اليوم). تقول صفحة تاريخ IIA إن الفلكي الحكومي هناك، نورمان بوغسون، اقترح عام 1882 أن تصوير الشمس والنجوم وتحليلها طيفيا يحتاجان إلى تلسكوب بقطر 20 بوصة في محطة جبلية في جنوب الهند. وتوفي بوغسون عام 1891 وتولى تشارلز ميكي سميث إدارة مرصد مدراس.

في 1893 أوصت لجنة رفيعة المستوى برئاسة اللورد كلفن بإقامة مرصد شمسي في كودايكانال، اختير موقعه الجنوبي العالي الخالي من الغبار، بحسب الصفحة نفسها. وبدأ نقل المعدات والعاملين من مدراس عام 1895، وتأسس المرصد في 1 أبريل 1899. وبدأت الملاحظات الشمسية المنتظمة في مطلع القرن العشرين.

الأدوات التي بدأت السجل

يقوم السجل الطويل على أداتين. تقول صفحة أدوات IIA إن تلسكوبا كاسرا صغيرا نُقل من مدراس عام 1898 للعمل البصري على الشمس، وإن التصوير المباشر للشمس بدأ في أغسطس 1903. ثم زُوّد التلسكوب لاحقا بعدسة 6 بوصات، وبدأ الإصدار الجديد بقطر 6 بوصات العمل في 31 يوليو 1912. وتقول الصفحة نفسها إن المصراع الذي يعرّض كل صورة نحو جزء من ألف من الثانية لا يزال يعمل بالمبدأ نفسه في الصور اليومية.

وتذكر Deccan Herald، في تقريرها عن إصدار الطابع، تاريخا مختلفا للتلسكوب ذي 6 بوصات: رُكّب في مدراس عام 1850، وأُعيد تشكيله عام 1898، ونُصب في كودايكانال عام 1900. وتتفق الروايتان على أن الأداة جاءت من مدراس.

الأداة الثانية مطياف التصوير الشمسي (سبكتروهليوغراف)، وهو يبني صورة للشمس في لون واحد ضيق من الضوء. وتقول صفحة تاريخ IIA إنه طُلب من شركة كامبريدج للأدوات العلمية عام 1902 ووصل عام 1904، مبنيا بتصميم جورج إليري هيل، الذي اخترع هذا النوع. وحين يُضبط على خط Ca II K (خط الامتصاص البنفسجي للكالسيوم المتأين، عند 393.37 نانومترا)، يُظهر اللطخات الساطعة المسماة plages التي تدل على النشاط المغنطيسي. وبترتيب مختلف صوّرت الأداة نفسها الشمس في خط الهيدروجين ألفا الأحمر عند 656.3 نانومترا. ويقول IIA إن بياناتها تمتد من 1904 إلى 2007.

تسرد صفحة بيانات IIA سنوات بدء السلاسل الثلاث المرقمنة: الضوء الأبيض من 1904، وCa II K من 1907، والهيدروجين ألفا من 1912. وتضيف صفحة التاريخ أن نحو 60,000 نتوء شمسي، وهي الأقواس المتوهجة من الغاز على حافة الشمس، سُجّلت بين 1904 و1914.

7 يناير 1909: اللوح الذي أظهر خطوطا منحنية

وصل جون إيفرشد إلى كودايكانال مساعدا للمدير. وتقول نعيته في الجمعية الفلكية الملكية، التي كتبها ف. ج. م. ستراتون، إنه عُيّن عام 1906 بمبادرة من غيلبرت ووكر، المدير حينها لمراصد الهند. ويذكر د. س. ف. مالك من IIA، في مجلة Resonance، أن 1907 هي السنة التي جاء فيها إلى كودايكانال و1911 السنة التي صار فيها مديرا.

ظهرت ورقة إيفرشد «Radial Movement in Sun-spots» في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society عام 1909، مؤرخة من كودايكانال في 6 فبراير. واستخدم محزوز رولاند مستويا، وهو لوح زجاجي مخطط ينشر ضوء الشمس إلى طيف، في رتبتيه الرابعة والخامسة. وتسمى الخطوط المظلمة في الطيف خطوط فراونهوفر، والغاز المتحرك نحو الراصد أو بعيدا عنه يزيحها قليلا في الطول الموجي.

حيث عبر شق المطياف بقعة شمسية، كانت الخطوط منحنية قليلا قياسا إلى خطوط السطح الشمسي المجاور. وكتب إيفرشد أن أول لوح يُظهر ذلك بوضوح عُرّض في 7 يناير 1909. وفيه كانت الخطوط على جانبي شبه الظل للبقعة (الحلقة الأفتح الليفية حول النواة المظلمة) مزاحة بمقدار 0.027 أنغستروم، وهي وحدة تساوي واحدا من عشرة مليارات من المتر. وحوّل إيفرشد ذلك إلى غاز يبتعد بسرعة 0.85 كيلومتر في الثانية على جانب ويقترب بالسرعة نفسها على الجانب الآخر.

من 150 طيفا إلى تدفق شعاعي

كانت قراءة إيفرشد الأولى أن الغاز في شبه الظل يدور كله حول مركز البقعة. ثم اختبرها. وفي الورقة يذكر نحو 150 طيفا أُخذت منذ 7 يناير، تغطي سبع بقع في نصف الشمس الشمالي وأربعا في الجنوبي. واختفت الإزاحات حين كانت البقعة على بعد 10 درجات من مركز قرص الشمس، وكانت أقوى بين 30 و50 درجة من خط الزوال المركزي. ولم تظهر إزاحة حين قطع الشق البقعة بزاوية قائمة على الخط المتجه إلى مركز القرص.

وافقت هذه النتائج تدفقا يتحرك نحو الخارج من مركز البقعة وموازيا لسطح الشمس، واستبعدت دوامة. واستخدم إيفرشد أيضا دوران صورة الشمس في الهليوستات (المرآة التي تتبع الشمس) على مدار اليوم لإيجاد الخط الذي تختفي عنده الإزاحة. ويبلغ متوسط جدوله ذي التحديدات السبعة 90 درجة من اتجاه مركز القرص، كما يقتضي التدفق الخارجي.

وكانت أكبر إزاحة قاسها 0.040 أنغستروم لبقعة على بعد 40 درجة غرب خط الزوال المركزي، حوّلها إلى حركة بسرعة 1.9 كيلومتر في الثانية على طول سطح الشمس عند الحافة الخارجية لشبه الظل، على بعد نحو 32,000 كيلومتر من مركز البقعة. ولاحظ تعارضا مع اكتشاف جورج إليري هيل لأثر زيمان (انقسام الخطوط الطيفية بالمجال المغنطيسي) في البقع الشمسية، الذي بدا أنه يتطلب حركة دائرية. وأدرج أيضا صعوبة غير مفسَّرة: بدا أن التدفق يتسارع نحو الخارج ثم يتوقف فجأة عند حافة شبه الظل.

تضيف نعية ستراتون أن إيفرشد انتُخب في الجمعية الملكية عام 1915 ونال الميدالية الذهبية للجمعية الفلكية الملكية عام 1918، بسبب هذا العمل في الأساس. وتصف أيضا الحركة بأنها تتسارع نحو الخارج في الطبقة العاكسة، حيث تتكون الخطوط المظلمة، ونحو الداخل في الكروموسفير الأعلى.

كيف يبدو أثر إيفرشد اليوم

يسميه مالك أول رصد ناجح لحقول سرعة من عملية هيدرومغنطيسية معقدة، أي سلوك غاز موصل كهربائيا تخترقه حقول مغنطيسية. وتذهب صفحة متحف IIA أبعد من ذلك فتسميه أول رصد فيزيائي فلكي لتفاعل بين البلازما والمجال المغنطيسي، وهو وصف من عند المعهد نفسه.

ويقول ملخص عام 2009 كتبه ك. إيتشيموتو وفريق تلسكوب الشمس البصري على القمر الياباني هينودي إن التلسكوب حلّ التدفق إلى قنوات ضيقة ذات حقول مغنطيسية أفقية تقريبا. ويفيد بسرعة تدفق قريبة من سرعة الصوت عند سطح الشمس، مع غاز حار يصعد عند الطرف الداخلي لكل قناة ويهبط عند الطرف الخارجي. وتقول الورقة نفسها إنه لم يكن ثمة بعد إجماع على الأصل الفيزيائي للبنية الدقيقة لشبه الظل.

قرن من الألواح، ممسوحة ضوئيا

الألواح والأفلام هي النصف الآخر من السجل. يقول IIA إن الصور التاريخية رُقمنت وهي متاحة عبر بوابة عامة بُنيت في المركز المشترك بين الجامعات للفلك والفيزياء الفلكية (IUCAA). ويضع بيان المعهد الصحفي في 2 أبريل 2024 حجم المستودع بـ1.2 لاخ (120,000) صورة شمسية مرقمنة.

مُسحت ألواح Ca II K ضوئيا أكثر من مرة. يصف تشاتزيستيرغوس وزملاؤه ثلاث عمليات رقمنة، لم تغطِّ القرص الشمسي كله إلا الأخيرتان منها. وغطّت الأقدم، التي أجراها ماكاروف وزملاؤه عام 2004، 22,158 صورة من 1907 إلى 1999 بصيغة 8 بت. وغطّت الأحدث، التي أجراها بريال وزملاؤه عام 2014، 48,928 صورة من 1904 إلى 2007 بصيغة 16 بت، بكاميرا بدقة 4096 في 4096 بكسل. وسنة البدء هذه أبكر بثلاث سنوات من 1907 في صفحة بيانات IIA، ولا تفسّر المصادر الفرق. ويقول فريق بريال إن المسح أُجري في غرفة مضبوطة الحرارة والرطوبة. وتخلص ورقة 2019 إلى أن المسوح بصيغة 16 بت تحسّن على السابقة.

توصلت مجموعات مختلفة حللت المسوح الجديدة إلى نتائج يختلف بعضها عن بعض، ووجد تشاتزيستيرغوس وزملاؤه أخطاء توقيت في أزمنة الرصد في عمليتي الرقمنة كلتيهما. وتظهر بعض المشكلات في الرقمنتين، وهو ما يرى المؤلفون أنه يعني أن مصدرها الألواح نفسها. ويصف ملخص بحثي لـIIA عام 2025 معالجة جديدة لصور Ca II K من 1907 إلى 1996، تغطي الدورات الشمسية من 14 إلى 22، كانت فيها فترات من نوع ريغر، وهي تأرجحات قصيرة متكررة في مساحة اللطخات الساطعة والشبكة، ذات دلالة في كل دورة وفي نصفي الكرة معا.

وحفظ المرصد أيضا خرائط مرسومة باليد. وتقول ورقة 2020 لب. رافيندرا وزملائه إن رصد البقع الشمسية بدأ عام 1905 وإن المرصد يحتفظ بـ111 عاما من الرسومات عبر عشر دورات شمسية، مجلدة في مجلدات من ستة أشهر لكل منها. وتقل أعدادهم نحو 40 في المئة عن أعداد مرصد غرينتش الملكي، فجعلوا أرقام كودايكانال على مقياس سلسلة غرينتش.

ما يفعله المرصد اليوم

يستمر السجل بأدوات أحدث. يسرد IIA تلسكوبا للهيدروجين ألفا رُكّب في أكتوبر 2014، وتلسكوبا توأما صوّر الشمس في Ca II K والضوء الأبيض من فبراير 2008 إلى 2012، وتلسكوب WARM الذي التقط صورا للقرص الكامل منذ يناير 2016 ويحمل مرشح Ca II K منذ فبراير 2017. ويخدم التحليل الطيفي تلسكوب نفق شمسي بنفق تحت الأرض طوله 60 مترا.

بدأ العمل الراديوي بمقياس تداخل بتردد 100 ميغاهرتز عام 1952، يسميه IIA أقدم رصد راديوي للشمس في الهند. وركّب مسبار أيوني، يسبر الغلاف الجوي العلوي بنبضات راديوية، عام 1955. وصار م. ك. فاينو بابو مديرا عام 1960، وتقول صفحة تاريخ IIA إنه حين أسس IIA في بنغالورو عام 1977 انتقل معظم فلكيي كودايكانال إليه.

وللسجل الأرضي اليوم رفيق فضائي هو أديتيا-إل1 التابع لـISRO، ويدير IIA أيضا المراصد المرتفعة في هانلي في لداخ.

الزيارة

تضع صفحات IIA، التي روجعت في 28 أكتوبر 2026، المرصد على بعد 4 كيلومترات من بلدة كودايكانال. وأقرب مطار هو مادوراي على بعد 130 كيلومترا، وأقرب محطة قطار هي كودايكانال رود على بعد 80 كيلومترا. وتقول صفحة المتحف إن متحف الفلك، على بعد 400 متر من البوابة الرئيسية، مفتوح يوميا بما في ذلك العطل الحكومية من 9:30 إلى 12:00 ومن 14:00 إلى 16:30، مع رصد ليلي للسماء من 6:30 إلى 7:30 مساء. وتطلب صفحة الزيارة، التي حُدّثت آخر مرة في نوفمبر 2024، من المجموعات تقديم استمارة قبل 15 يوما على الأقل، وتعطي 9:00 إلى 13:00 ساعات يوم الأحد وتسمح بما يصل إلى 90 دقيقة في الحرم. وتعطي الصفحتان ساعات مختلفة، فينبغي التأكد من المرصد قبل السفر.

صدر الطابع في 16 مايو 2025 في IIA ببنغالورو، ويحمل أيضا صورة للشمس التُقطت في كودايكانال في 6 مايو 2024.