تم اكتشاف الهيليوم في الشمس قبل العثور عليه على الأرض.
تبدأ هذه الحقيقة الغريبة مع كسوف الشمس الكلي 18 أغسطس 1868. أثناء الكسوف، لاحظ عالم الفلك الفرنسي بيير يانسن الغلاف الجوي الخارجي للشمس باستخدام المطياف، وهو أداة تنشر الضوء إلى الألوان المكونة له.
جعل الكسوف الملاحظة ممكنة. مع حجب القمر لوجه الشمس المشرق، أصبحت دراسة بروز الشمس وغلافها اللوني أسهل. رأى يانسن خطًا طيفيًا أصفر ساطعًا لا يتطابق مع خطوط الصوديوم المألوفة.
وأشار هذا الخط إلى شيء جديد.
لقد غير التحليل الطيفي علم الكسوف
قبل التحليل الطيفي، كان بإمكان راصدي الكسوف وصف شكل ولون وسطوع الإكليل والبروزات. أضاف التحليل الطيفي سؤالاً جديدًا: مما تتكون الشمس؟
يترك كل عنصر كيميائي نمطًا في الضوء. هذه الأنماط تعمل مثل بصمات الأصابع. ومن خلال مقارنة ضوء الشمس مع ضوء المواد المعروفة في المختبر، تمكن علماء الفلك من تحديد العناصر عن بعد.
خلال كسوف الشمس عام 1868 في الهند، استخدم يانسن هذه الطريقة في البروز الشمسي. لقد لاحظ وجود خط أصفر بالقرب من جزء الصوديوم من الطيف، ولكن ليس بالضبط حيث يجب أن يكون الصوديوم.
كان هذا الاختلاف صغيرًا في الطول الموجي، لكنه كان كبيرًا في المعنى.
##جانسن ولوكير وعنصر جديد
واصل يانسن العمل بعد الكسوف ووجد طريقة لمراقبة نفس الخط الشمسي خارج الكسوف الكلي عن طريق عزل الطول الموجي ذي الصلة.
وفي إنجلترا، لاحظ نورمان لوكير بشكل مستقل نفس الخط الأصفر في وقت لاحق من عام 1868. وجادل لوكير بأنه جاء من عنصر لم يعرف بعد على الأرض. اقترح هو والكيميائي إدوارد فرانكلاند اسم الهيليوم، من هيليوس، وهو الاسم اليوناني المرتبط بالشمس.
وكانت تلك فكرة جريئة. وقد اعتاد العلماء على اكتشاف العناصر الموجودة في المعادن والغازات والمركبات الأرضية. عكس الهيليوم الترتيب المعتاد: شوهد لأول مرة في ضوء الشمس، ثم تم عزله لاحقًا على الأرض.
لم يتم عزل الهيليوم الأرضي حتى 1895، عندما اكتشفه ويليام رامزي في أحد معادن اليورانيوم.
لماذا ساعد الكسوف
عادةً ما يحجب سطح الشمس اللامع الضوء الخافت القادم من الشواظ الشمسي والغلاف اللوني. يزيل Totality هذا الوهج لبضع دقائق.
هذه الفترة القصيرة كافية للكشف عن الطبقات المخفية للشمس. إنه نفس المبدأ الأساسي وراء عمليات رصد كسوف الإكليل: قم بحجب الغلاف الضوئي، وتصبح الهياكل الباهتة مرئية.
وصل كسوف عام 1868 إلى اللحظة المناسبة في التاريخ العلمي. أصبحت أجهزة المطياف قوية بما يكفي لتحويل الضوء الملون إلى دليل كيميائي. أعطت بعثات الكسوف علماء الفلك مختبرًا طبيعيًا مؤقتًا.
ما تغير الهيليوم
أصبح الهيليوم مألوفًا الآن: البالونات، وعلم التبريد، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، واكتشاف التسرب، ومزائج التنفس في أعماق البحار، والفيزياء الشمسية، كلها تنطوي على الهيليوم بطرق مختلفة. لكن اكتشافه كان بمثابة تذكير بأن الكون يمكن أن يكشف عن كيمياء خارج الأرض.
لم تعد الشمس مجرد قرص لامع أو ساعة في السماء. لقد كان جسمًا ماديًا يحتوي على غازات ودرجات حرارة وحركات وعناصر يمكن دراستها من على بعد ملايين الكيلومترات.
وقد ساعد هذا التحول في خلق الفيزياء الفلكية الحديثة.
كسوف قصير، إرث طويل
ولم يستمر الكسوف الكلي في عام 1868 سوى دقائق قليلة، لكن الملاحظات غيرت الجدول الدوري.
توضح القصة أيضًا لماذا يعتبر الكسوف أكثر من مجرد مشهد بصري. إنها ظروف مراقبة نادرة. عندما يغطي القمر الشمس، يصبح المخفي قابلاً للقياس: الإكليل، والبروز، وحواف الظل، وفي هذه الحالة، عنصر جديد.
في المرة القادمة التي ترى فيها صورة الكسوف الكلي مع بروزات وردية اللون حول حافة القمر، تذكر أن تلك السمات الشمسية نفسها ساعدت في الكشف عن الهيليوم.
المصادر والأدلة ذات الصلة
- تلخص مذكرة تاريخ كيمياء بوردو حول الهيليوم الذي تمت ملاحظته لأول مرة خلال كسوف عام 1868 جانسن ولوكير والعزل اللاحق للهيليوم على الأرض.
- يشرح [تاريخ اكتشاف الهيليوم] الصادر عن معهد تاريخ العلوم (https://www.sciencehistory.org/stories/magazine/the-high-flying-death-defying-discovery-of-helium/) ملاحظات يانسن عن الكسوف وعمل لوكير المستقل.
- يضيف إدخال بريتانيكا جوزيف نورمان لوكير سياقًا للسيرة الذاتية لمطياف لوكير الشمسي.
- أدلة SolarWatch ذات الصلة: الهالة الشمسية، أوقات الاتصال بالكسوف، كيفية عمل تنبؤات الكسوف، وسلامة كسوف الشمس.
شاهده في SolarWatch
يساعدك SolarWatch على التخطيط الدقيق لنافذة المراقبة عندما يكشف الكُلي عن الغلاف الجوي المخفي للشمس. استخدم أوقات الاتصال المحلية لفهم متى تتم تغطية الغلاف الضوئي الساطع ومتى يجب إعادة تشغيل المرشحات.