هل تستطيع عاصفة شمسية أن تقطع سبل الإنترنت لبعض الوقت؟ سؤال ربما لم يخطر ببالك من قبل وإجابته ستجدها في السطور التالية. كل 11 عاما تقريبا، تمر الشمس بما يعرف بـ"الحد الأقصى للطاقة الشمسية"، عندما تظهر العديد من البقع الداكنة الغريبة على سطحها تسمى البقع الشمسية، وهذه البقع التي يمكن أن تتجمع معا وتشكل ما يشبه الأرخبيل الآن، ناتجة عن تغيرات هائلة في المجال المغناطيسي لنجمنا. كما أنها تطلق انفجارات عنيفة من الطاقة نحو الأرض، ما يتسبب في "عواصف شمسية" يمكن أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية وتعطل الإنترنت.
"أقرب من المتوقع"
ولسوء الحظ، تكشف دراسة جديدة أن هذا الحد الأقصى للطاقة الشمسية سيأتي في وقت أقرب من المتوقع، على الأرجح في أوائل عام 2024. وتأتي التوقعات الجديدة بعد أن اكتشف فريق هندي من الباحثين علاقة جديدة بين المجال المغناطيسي للشمس ودورة البقع الشمسية، والتي يمكن أن تساعد في التنبؤ بموعد ذروة النشاط الشمسي الذي تتناقض مع توقعات وكالة ناسا السابقة بوصولها في أواخر عام 2025.
وقاد الدراسة الجديدة الدكتور ديبيندو ناندي، عالم الفيزياء من مركز التميز في علوم الفضاء IISER Kolkata في الهند. وقال إنه "من غير الممكن التنبؤ بكثافة وعواقب" العواصف الشمسية في وقت مبكر، ولكن يجب أن نتعلم المزيد مع اقتراب العام الجديد. وأضاف: "يمكن أن تؤدي العواصف الأكثر شدة في بعض الأحيان إلى اضمحلال مداري كارثي للأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض المنخفضة وتعطيل الخدمات القائمة على الأقمار الصناعية مثل الاتصالات والشبكات الملاحية. ويمكنهم أيضا إحداث اضطرابات قوية في المجال المغناطيسي الأرضي ما يؤدي إلى تعطيل شبكات الطاقة الكهربائية الموجودة في مناطق خطوط العرض المرتفعة".
وتابع: "بالطبع، يقومون أيضا بإنشاء شفق جميل، لذلك يمكننا أن نتوقع أن يكون عام 2024 عاما جيدا لعشاق الشفق القطبي". وتمكن الدكتور ناندي وزملاؤه من التوصل إلى طريقة جديدة للكشف عن الحد الأقصى للطاقة الشمسية، لكن فهمها يتطلب بعض المعرفة الأساسية حول النجم الواهب للحياة في نظامنا الشمسي.
"مجال مغناطيسي قوي"
والشمس عبارة عن كرة ضخمة من الغاز الساخن المشحون كهربائيا والتي تتحرك، ما يولد مجالا مغناطيسيا قويا، يُعرف رسميا باسم المجال ثنائي القطب. ويمر هذا المجال ثنائي القطب الذي يمتد من أحد قطبي الشمس إلى القطب الآخر بشكل يشبه إلى حد كبير حقل الأرض، بدورة تسمى الدورة الشمسية.
وكل 11 عاما تقريبا أو نحو ذلك، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس تماما، ما يعني أن القطبين الشمالي والجنوبي يتبادلان أماكنهما. وتؤثر هذه الدورة الشمسية على النشاط على سطح الشمس، بما في ذلك البقع الشمسية الداكنة التي تسببها المجالات المغناطيسية للشمس. وإحدى الطرق التي يمكن للعلماء من خلالها تتبع الدورة الشمسية هي حساب عدد البقع الشمسية وتوقيت ظهورها بالضبط، وذلك باستخدام الأقمار الصناعية في الغالب.
وتُعرف بداية الدورة الشمسية عندما يكون لدى الشمس أقل عدد من البقع الشمسية، بالحد الأدنى للطاقة الشمسية، ولكن مع مرور الوقت يزداد عدد البقع الشمسية. وفي منتصف الدورة الشمسية، وهو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، يكون لدى الشمس أكبر عدد من البقع الشمسية. وعند هذا الحد الأقصى للطاقة الشمسية يكون الطقس الفضائي الأكثر عنفا متوقعا.
ويقول العلماء إن التنبؤ بدقة بموعد حدوث هذه الذروة - وبالتالي عندما يضرب الطقس الفضائي الأكثر عنفا على الأرض - كان أمرا صعبا. ويعتمد العلماء بالفعل على الأدلة التي جمعها عالم الفلك السويسري ماكس فالدماير منذ ما يقرب من 100 عام، لوضع أفضل التقديرات حول موعد وصول الحد الأقصى للطاقة الشمسية. وفي عام 1935، وجد فالدماير أنه كلما كان ظهور دورة البقع الشمسية أسرع، زادت قوتها.
"تأثير فالدامير"
ولذلك، كما أوضح فالدماير، فإن الدورات الأقوى، أي تلك التي تحتوي على المزيد من البقع الشمسية، تستغرق وقتا أقل للوصول إلى ذروة شدتها. وغالبا ما تُستخدم هذه العلاقة، المعروفة باسم "تأثير فالدماير" للتنبؤ بقوة دورة البقع الشمسية بناء على ملاحظات مرحلة صعودها المبكرة.
وما فعله العلماء الهنود هو إيجاد علاقة جديدة، باستخدام أرشيفات البيانات القديمة منذ عقود من مراصد شمسية أرضية متعددة حول العالم. أي أن معدل الانخفاض في المجال المغناطيسي ثنائي القطب للشمس يرتبط أيضا بمعدل ارتفاع دورة البقع الشمسية المستمرة. واستخدم العلماء معرفتهم الجديدة للتنبؤ بالضبط بموعد وصول الحد الأقصى للطاقة الشمسية للدورة الحالية إلى ذروته، وهو أوائل عام 2024.
للتواصل معنا 