الشمس تظهر أولى علامات دورتها التالية مع أنها في منتصف دورتها الحالية!

الشمس، نجمنا، ديناميكية ومتغيرة باستمرار. ينحسر نشاطها ويتدفق في دورة مدتها 11 عامًا، تتميز بفترات من العواصف الشمسية الشديدة وفترات من الهدوء النسبي. نحن حاليًا في منتصف الدورة الشمسية رقم 25، والتي بدأت في عام 2019 ومن المتوقع أن تبلغ ذروتها في عام 2025. ولكن في تطور مفاجئ، اكتشف العلماء أن الشمس تظهر أولى علامات دورتها التالية، الدورة رقم 26، على الرغم من أننا لسنا كذلك. ولكن في منتصف الدورة الحالية.

أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل تقنية تسمى علم الزلازل النجمي (asteroseismology)، والتي تتضمن دراسة الموجات الصوتية التي تنتقل عبر باطن الشمس. تخلق هذه الموجات الصوتية أنماطًا على سطح الشمس يمكن اكتشافها وتحليلها. ومن خلال مراقبة هذه الأنماط، يمكن للعلماء النظر تحت سطح الشمس وجمع أدلة حول الديناميكيات الأساسية التي تحرك الدورة الشمسية.

وقام فريق البحث، بقيادة الدكتورة راشيل هاو من جامعة برمنغهام، بمراقبة الحركات الداخلية للشمس منذ ما يقرب من ثلاثة عقود. ولاحظوا أن أنماطًا محددة، تُعرف باسم التذبذبات الالتوائية الشمسية، تميل إلى الظهور قبل بدء دورة شمسية جديدة. تم اكتشاف هذه الأنماط لأول مرة في التسعينيات وتمت دراستها بالتفصيل منذ ذلك الحين.

الآن، اكتشف الفريق التلميحات الأولى للدورة 26، والتي من المتوقع أن تبدأ حوالي عام 2030. ويعد هذا الاكتشاف المبكر إنجازًا كبيرًا، لأنه سيسمح للعلماء بالاستعداد بشكل أفضل للدورة القادمة وتأثيراتها المحتملة على كوكبنا. ولكن ماذا يعني هذا بالضبط بالنسبة لنا، وماذا يمكن أن نتوقع من الدورة الشمسية القادمة؟

فهم إيقاع الشمس

الطاقة المتفجرة للشمس ليست فوضوية؛ إنها تتبع إيقاعًا يمكن التنبؤ به. ويخضع هذا الإيقاع لدورة مدتها 11 عامًا، وهو نمط متكرر من النشاط أذهل العلماء لعدة قرون. لكن ما الذي يدفع هذا السلوك الدوري؟ للإجابة على هذا السؤال، دعونا نتعمق في الديناميكيات الداخلية للشمس.

خلال الدورة الشمسية، تقوم الحقول المغناطيسية للشمس ببناء الطاقة، مثل الزنبرك الملتف. ومع نمو الطاقة، تصبح المجالات المغناطيسية متشابكة بشكل متزايد، مما يؤدي إلى زيادة في النشاط الشمسي. هذه هي ذروة الدورة، وتتميز بالعواصف الشديدة وتزايد الإشعاع الشمسي.

لكن هذه الدورة التي تستمر 11 عامًا ليست ذات تردد ثابت. إيقاع الشمس ليس بندول دقيق. بدلاً من ذلك، فهو نظام ديناميكي، يتأثر بالعلاقة المعقدة للمجالات المغناطيسية، والحمل الحراري، والدوران. يتغير معدل النبض، فيتسارع أحيانًا، ويتباطأ أحيانًا أخرى، مما يجعل كل دورة فريدة من نوعها. ومن خلال فهم إيقاع الشمس، يمكن للعلماء التنبؤ بشكل أفضل بتقلبات النشاط الشمسي، مما يساعدنا في النهاية على الاستعداد لتأثير الطقس الفضائي على كوكبنا.

كشف النقاب عن علم العواصف الشمسية والبقع الشمسية

الانبعاثات الكتلية الإكليلية (CME) هي انفجارات هائلة للطاقة والبلازما من هالة الشمس كما أنها نوع من أنواع العواصف الشمسية. ويمكنها إطلاق كمية هائلة من الطاقة، تعادل مليارات القنابل النووية، ويمكنها السفر بسرعة تصل إلى 2 مليون كيلومتر في الساعة. يمكن أن يكون لهذه العواصف تأثير كبير على كوكبنا، حيث تسبب العواصف المغناطيسية الأرضية (Geomagnetic storm) والشفق القطبي وتعطل أنظمة الاتصالات والملاحة.

البقع الشمسية، من ناحية أخرى، هي مناطق داكنة على سطح الشمس تكون أكثر برودة من المناطق المحيطة بها. وهي ناجمة عن نشاط مغناطيسي مكثف، مما يمنع الحمل الحراري (convection) ويقلل من درجة حرارة السطح. البقع الشمسية هي العلامات المرئية للمجال المغناطيسي الداخلي للشمس، ويختلف عددها وكثافتها طوال الدورة الشمسية.

ولكن ما العلاقة بين العواصف الشمسية والبقع الشمسية؟ اتضح أن البقع الشمسية هي مقدمة للعواصف الشمسية. يمكن للمجالات المغناطيسية المكثفة في البقع الشمسية أن تعمل على بناء الطاقة، والتي يتم إطلاقها في النهاية على شكل عاصفة شمسية. كلما زاد عدد البقع الشمسية، زاد احتمال حدوث عاصفة شمسية.

تلعب ديناميكيات الشمس الداخلية دورًا حاسمًا في تكوين البقع الشمسية والعواصف الشمسية. يُعتقد أن العصابات الدوارة من الغاز الساخن المتأين الموجودة تحت سطح الشمس، والمعروفة باسم التذبذبات الشمسية الالتوائية (solar torsional oscillations)، هي المسؤولة عن توليد المجال المغناطيسي للشمس. عندما تدور النطاقات بشكل أسرع أو أبطأ، فإنها تتفاعل مع منطقة الحمل الحراري للشمس، مما يؤدي إلى تكوين البقع الشمسية وفي النهاية العواصف الشمسية.
وقد سمحت مراقبة هذه التذبذبات الالتوائية الشمسية للعلماء بالتنبؤ ببداية الدورة الشمسية التالية. ومن خلال تحليل أنماط هذه التذبذبات، حدد الباحثون توقيع الدورة الشمسية 26، والتي من المتوقع أن تبدأ حوالي عام 2030. وهذا الاكتشاف المذهل له آثار مهمة على فهمنا للديناميكيات الداخلية للشمس وتأثيرها على كوكبنا.

الشمس تظهر أولى علامات دورتها التالية

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن الحركات الداخلية للشمس تحمل المفتاح لفهم دورات نشاطها. ومن خلال دراسة أنماط الموجات الصوتية التي تنتشر عبر باطن الشمس، اكتشف الباحثون نمطًا خفيًا يكشف أن الشمس تظهر أولى علامات دورتها التالية.

يتكون هذا النمط، المعروف باسم التذبذبات الالتوائية الشمسية، من نطاقات تدور بشكل أسرع أو أبطأ من المتوسط. تتحرك هذه النطاقات نحو خط الاستواء والقطبين خلال الدورة، وقد لوحظ ظهورها قبل بداية الدورة التالية. أظهرت بيانات الدورات السابقة أن النطاقات الأسرع تميل إلى الظهور قبل حوالي 11 عامًا من بدء الدورة التالية، والآن اكتشفها الباحثون مرة أخرى.

يظهر الرسم البياني التلميح الأول للدورة الشمسية 26، مع وجود بقع حمراء على الحافة اليمنى تشير إلى وجود هذه النطاقات الأسرع. وفقًا للدكتورة راشيل هاو يبدو كما لو أن شيئًا ما بدأ ينتشر نحو خط الاستواء. لكننا سنحتاج إلى عام أو عامين آخرين من عمليات الرصد لنرى ذلك بوضوح. وتتحرك هذه النطاقات بسرعة أقل من 1% من المتوسط ​​وتتحرك ببطء نحو خط الاستواء، لتشكل شكل حرف V على مدى 11 عامًا.

تعتبر هذه الملاحظة بالغة الأهمية لأنها تعطي العلماء تنبيهًا بأن الدورة الشمسية 26 في طريقها، ومن المقرر أن تبدأ حوالي عام 2030. إن الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف مهمة، وسيقوم الباحثون بمراقبة نشاط الشمس عن كثب على مدى السنوات القليلة المقبلة لتحسين فهم الدورة القادمة.

• ما هي البقع الشمسية؟
• المريخ والأرض يتعرضان لعواصف شمسية شديدة!
• ما هو القلق وما أهم أعراضه وكيفية السيطرة عليه؟
• ما هو كسوف الشمس؟
• تطوّر الموسيقى العربية بين التاريخ والجغرافيا

ماذا تعني الدورة الشمسية القادمة لمستقبل كوكبنا؟

إن عالما حيث يتم تدمير شبكات الطاقة بسبب العواصف الشمسية الشديدة، مما يعطل أنظمة الاتصالات والنقل. والمحاصيل تذبل تحت الحرارة الشديدة الناجمة عن زيادة الأشعة فوق البنفسجية، والأقمار الصناعية تتعطل مما يؤدي إلى شل أنظمة الملاحة العالمية. هذه ليست مجرد سيناريوهات افتراضية، بل هي احتمالات يمكن أن تصبح حقيقة إذا فشلنا في الاستعداد للدورة الشمسية القادمة.

والخبر السار هو أن العلماء مثل الدكتورة راشيل هاو يعملون بلا كلل لفهم إيقاعات الشمس وأنماطها، مما يمنحنا نافذة على المستقبل. ومن خلال دراسة الحركات الداخلية للشمس والتنبؤ ببداية الدورة الشمسية القادمة، يمكننا اتخاذ خطوات للتخفيف من تأثيرها على حياتنا اليومية.

وفي العقد المقبل، يمكننا أن نتوقع عواصف شمسية أكثر تكرارًا وشدة، والتي يمكن أن يكون لها آثار مدمرة على بنيتنا التحتية التكنولوجية. ولكن بفضل معرفتنا بالدورة الشمسية المقبلة، يمكننا تطوير استراتيجيات لحماية شبكات الطاقة لدينا، وتصميم أنظمة أقمار صناعية أكثر مرونة، بل وحتى إنشاء أنظمة إنذار مبكر لتنبيهنا بالعواصف الشمسية الوشيكة.

Sun Displays First Sign Of Next Solar Cycle – But We’re In The Middle Of This One