العواصف الشمسية: كيف تتشكل وماذا تفعل

العواصف الشمسية هي الأنشطة الأكثر روعة وخطورة التي يختبرها نجمنا. يبتعدون عن الشمس ويرسلون أسرع إشعاعات جزيئاتهم عبر الفضاء بين الكواكب. تؤثر الكواكب القوية جدًا على الأرض والكواكب الأخرى في غضون دقائق أو ساعات. في هذه الأيام ، مع قافلة من المركبات الفضائية التي تدرس الشمس ، نتلقى تحذيرات سريعة جدًا من العواصف القادمة. وهذا يمنح مشغلي الأقمار الصناعية وغيرهم فرصة للاستعداد لأي "طقس فضائي" قد يحدث نتيجة لذلك. يمكن أن تسبب العواصف الأقوى ضررًا كبيرًا للمركبات الفضائية والبشر في الفضاء ، وتؤثر على الأنظمة الموجودة هنا على هذا الكوكب.

عندما تعمل الشمس ، يمكن أن تكون النتيجة حميدة مثل عرض كبير للأضواء الشمالية والجنوبية ، أو يمكن أن تكون أسوأ بكثير. الجسيمات المشحونة الصادرة عن الشمس لها تأثيرات مختلفة على غلافنا الجوي. في ذروة عاصفة شمسية قوية ، تتفاعل هذه السحب من الجسيمات مع مجالنا المغناطيسي ، مما يسبب تيارات كهربائية قوية يمكن أن تضر بالتكنولوجيا التي نعتمد عليها كل يوم.

في أسوأ الأحوال ، دمرت العواصف الشمسية شبكات الكهرباء وعطلت أقمار الاتصالات. يمكنهم أيضًا إيقاف أنظمة الاتصالات والملاحة. شهد بعض الخبراء أمام الكونغرس بأن طقس الفضاء يؤثر على قدرة الناس على إجراء مكالمات هاتفية واستخدامها الإنترنت ، تحويل (أو سحب) المال ، السفر بالطائرة ، القطار ، أو السفينة ، وحتى استخدام GPS للتنقل سيارات. لذا ، عندما تثير الشمس القليل من طقس الفضاء بسبب عاصفة شمسية ، فهذا شيء يريد الناس معرفته. يمكن أن يؤثر بشكل خطير على حياتنا.

تمر الشمس بدورات منتظمة من النشاط المرتفع والمنخفض. الدورة الشمسية التي تبلغ 11 عامًا هي في الواقع وحش معقد ، وهي ليست الدورة الوحيدة التي تمر بها الشمس. هناك آخرون يتتبعون التقلبات الشمسية الأخرى على مدى فترات زمنية أطول أيضًا. ولكن ، دورة 11 سنة هي الأكثر ارتباطًا بأنواع العواصف الشمسية التي تؤثر على الكوكب.

لماذا تحدث هذه الدورة؟ لم يتم فهمه بالكامل ، ويواصل علماء الفيزياء الشمسية مناقشة السبب. إن دينامو الطاقة الشمسية هو العملية الداخلية التي تخلق المجال المغناطيسي للشمس. ما يدفع هذه العملية لا يزال قيد المناقشة. إحدى الطرق للتفكير في الأمر هي أن المجال المغناطيسي الشمسي الداخلي يتدهور مع دوران الشمس. عندما تصبح متشابكة ، ستخترق خطوط المجال المغناطيسي السطح ، مما يمنع الغاز الساخن من الارتفاع إلى السطح. وهذا يخلق نقاطًا باردة نسبيًا مقارنة ببقية السطح (حوالي 4500 كلفن ، مقارنة بدرجة حرارة سطح الشمس العادية التي تبلغ حوالي 6000 كلفن).

تظهر هذه النقاط الباردة تقريبًا سوداء ، محاطة بتوهج الشمس الأصفر. هذا ما نسميه عادة بقع الشمس. كجسيمات مشحونة و تيار غاز ساخن من هذه البقع الشمسية ، فإنها تخلق أقواس رائعة من الضوء تعرف باسم البروز. هذه هي جزء طبيعي من مظهر الشمس.

الأنشطة الشمسية التي لديها أكبر إمكانية للتدمير هي مشاعل الطاقة الشمسية وطرد كتلة الاكليلية. تنتج هذه الأحداث القوية بشكل لا يصدق عن خطوط المجال المغناطيسي الملتوية هذه التي تعيد الاتصال بخطوط المجال المغناطيسي الأخرى في الغلاف الجوي للشمس.

خلال التوهجات الكبيرة ، يمكن لإعادة توليد توليد مثل هذه الطاقة بحيث يتم تسريع الجسيمات إلى نسبة عالية من سرعة الضوء. مما يتسبب في تدفق جسيمات عالية بشكل لا يصدق لتتدفق نحو الأرض من هالة الشمس (الغلاف الجوي العلوي) ، حيث يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى ملايين الدرجات. يرسل طرد الكتلة الإكليلية الناتج كميات هائلة من المواد المشحونة إلى الفضاء وهو نوع الحدث الذي يقلق العلماء حاليًا حول العالم.

الجواب المختصر لهذا السؤال هو "نعم. تمر الشمس بفترات من الحد الأدنى من الطاقة الشمسية - فترة من الخمول - والحد الأقصى من الطاقة الشمسية ، وهو وقت نشاطها الأعلى. خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، لا تحتوي الشمس على الكثير البقع الشمسيةوالتوهجات الشمسية والشهرة.

خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، يمكن أن تحدث هذه الأنواع من الأحداث بشكل متكرر. ليس فقط تكرار هذه الأحداث هو ما يجب أن نقلق بشأنه ولكن أيضًا شدتها. كلما كان النشاط أكثر كثافة ، زاد احتمال حدوث تلف هنا على الأرض.

قدرة العلماء على التنبؤ بالعواصف الشمسية لا تزال في مهدها. من الواضح أنه بمجرد اندلاع شيء ما من الشمس ، يمكن للعلماء إصدار تحذير حول زيادة النشاط الشمسي. ومع ذلك ، توقع بالضبط متى سوف تحدث ثورة لا تزال صعبة للغاية. يتتبع العلماء البقع الشمسية ويحذرون إذا كانت واحدة نشطة بشكل خاص تستهدف الأرض. تسمح لهم التكنولوجيا الأحدث الآن بتتبع البقع الشمسية على "الجانب الخلفي" من الشمس ، مما يساعد في التحذيرات المبكرة حول النشاط الشمسي القادم.

حررت بواسطة كارولين كولينز بيترسن