المجال المغناطيسي للشمس على وشك الانقلاب, إليك ما يمكن توقعه

عبدالله أسحاق

التحالف يجمعنا
طاقم الإدارة
مشرف
إنضم
17/9/22
المشاركات
6,955
التفاعلات
15,680
1718715196154.png

المجال المغناطيسي للشمس على وشك الانقلاب (مصدر الصورة: تم الإنشاء في Canva بواسطة Daisy Dobrijevic.)

عندما تصل الشمس إلى فترة ذروة نشاطها، المعروفة بالحد الأقصى للطاقة الشمسية، سينعكس المجال المغناطيسي لنجمنا فجأة. لكن لماذا يحدث ذلك، وهل سيؤثر على الأرض؟

الشمس على وشك حدث مهم: انعكاس المجال المغناطيسي.

تحدث هذه الظاهرة كل 11 عامًا تقريبًا وتمثل مرحلة مهمة في الدورة الشمسية. ويشير التحول في القطبية إلى نقطة منتصف الطريق للحد الأقصى للطاقة الشمسية، وارتفاع النشاط الشمسي، وبداية التحول نحو الحد الأدنى للطاقة الشمسية.

آخر مرة انقلب فيها المجال المغناطيسي للشمس كانت في نهاية عام 2013. ولكن ما الذي يسبب هذا التحول في القطبية، وهل هو خطير؟ دعونا نلقي نظرة عميقة على انعكاس المجال المغناطيسي للشمس ونتحقق من التأثيرات التي يمكن أن يحدثها على الأرض.

لفهم انعكاس المجال المغناطيسي، أولاً، من المهم أن تكون على دراية بالدورة الشمسية. إن دورة النشاط الشمسي التي تبلغ مدتها 11 عامًا تقريبًا مدفوعة بالمجال المغناطيسي للشمس، ويُشار إليها بتكرار وشدة البقع الشمسية المرئية على السطح. يُعرف ارتفاع النشاط الشمسي خلال دورة شمسية معينة بالحد الأقصى للطاقة الشمسية، وتتوقع التقديرات الحالية أنه سيحدث بين أواخر عام 2024 وأوائل عام 2026.

ولكن هناك دورة أخرى مهمة جدًا، وإن كانت أقل شهرة، وهي تتضمن دورتين شمسيتين مدة كل منهما 11 عامًا. تستمر هذه الدورة المغناطيسية، المعروفة باسم دورة هيل، لمدة 22 عامًا تقريبًا، حيث ينعكس المجال المغناطيسي للشمس ثم يعود إلى حالته الأصلية، كما قال رايان فرينش، عالم الفيزياء الفلكية الشمسية والكاتب المساهم في موقع Space.com، لموقع Space.com.

خلال فترة الحد الأدنى للطاقة الشمسية، يكون المجال المغناطيسي للشمس قريبًا من ثنائي القطب، مع قطب شمالي وقطب جنوبي واحد، على غرار المجال المغناطيسي للأرض. ولكن مع تحولنا نحو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، "يصبح المجال المغناطيسي للشمس أكثر تعقيدا، دون وجود انفصال واضح بين القطب الشمالي والجنوبي"، كما قال فرينش. بحلول الوقت الذي يمر فيه الحد الأقصى للطاقة الشمسية ووصول الحد الأدنى للطاقة الشمسية، عادت الشمس إلى ثنائي القطب، وإن كان ذلك بقطبية مقلوبة.

سيكون التحول القادم في القطبية من المجال المغناطيسي الشمالي إلى الجنوبي في نصف الكرة الشمالي والعكس في نصف الكرة الجنوبي. وأوضح فرينش: "سيؤدي ذلك إلى جعله في اتجاه مغناطيسي مماثل للأرض، التي لديها أيضًا مجالها المغناطيسي الذي يشير إلى الجنوب في نصف الكرة الشمالي".

ما الذي يسبب التحول في القطبية؟

يحدث الانعكاس بسبب البقع الشمسية، وهي مناطق معقدة مغناطيسيًا على سطح الشمس يمكن أن تولد أحداثًا شمسية كبيرة، مثل التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية (CMEs) - وهي انفجارات كبيرة من البلازما والمجال المغناطيسي.

رسم تخطيطي لمقارنة الحد الأدنى للطاقة الشمسية والحد الأقصى.
1718715535356.png

أثناء الحد الأقصى للطاقة الشمسية، يكون عدد كبير من البقع الشمسية مرئيًا عند خطوط العرض الوسطى وأثناء الحد الأدنى للطاقة الشمسية، يكون عدد صغير جدًا (أحيانًا صفر) من البقع الشمسية مرئيًا عند خط الاستواء. (رصيد الصورة: المستقبل)

وقال فرينش إنه مع ظهور البقع الشمسية بالقرب من خط الاستواء، سيكون لها اتجاه يطابق المجال المغناطيسي القديم، في حين أن البقع الشمسية التي تتشكل بالقرب من القطبين سيكون لها مجال مغناطيسي يطابق الاتجاه المغناطيسي الوارد. وهذا ما يسمى قانون هيل.

"المجال المغناطيسي من المناطق النشطة يشق طريقه نحو القطبين و "يؤدي في النهاية إلى الانعكاس" ، قال عالم الفيزياء الشمسية تود هوكسيما ، مدير مرصد ويلكوكس للطاقة الشمسية في جامعة ستانفورد ، لموقع Space.com سابقًا.

لكن السبب الكامن وراء هذا التحول في القطبية لا يزال غامضا. قال فيل شيرير، عالم الفيزياء الشمسية بجامعة ستانفورد، لموقع Space.com سابقًا: "هذا يدخل في الدورة [الشمسية] بأكملها، ونتساءل ما هو هذا". "ما زلنا لا نملك وصفًا رياضيًا متسقًا ذاتيًا لما يحدث. وحتى تتمكن من وضع نموذج له، فإنك لا تفهمه حقًا - من الصعب أن تفهمه حقًا."

يعتمد الأمر حقًا على مصدر المجال المغناطيسي. "هل سيكون هناك العديد من البقع الشمسية؟ وهل ستساهم البقع الشمسية في المجال المغناطيسي للقطب، أم أنها ستلغي محليًا نوعًا ما؟" قال هوكسيما. "هذا السؤال لا نعرف بعد كيف نجيب عليه."

ما مدى سرعة حدوث التبديل؟

ما نعرفه هو أن انقلاب المجال المغناطيسي الشمسي ليس لحظيًا. إنه انتقال تدريجي من ثنائي القطب إلى مجال مغناطيسي معقد، إلى ثنائي القطب المعكوس خلال الدورة الشمسية بأكملها التي تبلغ 11 عامًا. وقال فرينش: "باختصار، لا توجد لحظة محددة ينقلب فيها قطبا الشمس". "إنها ليست مثل الأرض، حيث يتم قياس الانقلاب من خلال هجرة القطب الشمالي / الجنوبي."

عادة ما يستغرق الأمر سنة أو سنتين للانعكاس الكامل، ولكن يمكن أن يختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، المجال القطبي الشمالي للدورة الشمسية 24، والتي انتهت في ديسمبر 2019،
واستغرق عكس اتجاهه ما يقرب من خمس سنوات، وفقًا للمرصد الوطني للطاقة الشمسية.

إن انقلاب المجال المغناطيسي تدريجي للغاية، لدرجة أنك لن تلاحظ متى يحدث ذلك. لا، مهما بدا الأمر دراماتيكياً، إلا أنه ليس علامة على نهاية العالم الوشيكة. قال شيرير لموقع Space.com سابقًا: "لن ينتهي العالم غدًا".

ومع ذلك، فإننا سوف نواجه بعض الآثار الجانبية لانقلاب القطبية.

كيف يؤثر الانقلاب المغناطيسي للشمس علينا؟

1718715743217.png

انطباع فني لطبقة تيار الغلاف الشمسي التي تصبح أكثر تموجًا عندما ينقلب المجال المغناطيسي للشمس. (حقوق الصورة: ناسا)

ليس هناك شك في أن الشمس كانت نشطة بشكل لا يصدق مؤخرًا، حيث أطلقت العديد من التوهجات الشمسية القوية والانبعاث الإكليلي الكتلي، مما أدى إلى حدوث عواصف مغنطيسية أرضية قوية على الأرض، والتي أنتجت بدورها بعض العروض الشفقية المذهلة في الآونة الأخيرة

ومع ذلك، فإن زيادة شدة الطقس الفضائي ليست السبب المباشر للقلب القطبي. بدلًا من ذلك، تميل هذه الأشياء إلى الحدوث معًا، كما قال هوكسيما لموقع Space.com في عام 2013.

عادةً ما يكون الطقس الفضائي هو الأقوى خلال فترة الذروة الشمسية، عندما يكون المجال المغناطيسي للشمس هو أيضًا الأكثر تعقيدًا، وفقًا لفرنش.

أحد الآثار الجانبية لتحول المجال المغناطيسي بسيط ولكنه مفيد في المقام الأول: يمكن أن يساعد في حماية الأرض من الأشعة الكونية المجرية - وهي جسيمات دون ذرية عالية الطاقة تنتقل بسرعة قريبة من سرعة الضوء ويمكن أن تلحق الضرر بالمركبات الفضائية وتضر رواد الفضاء الذين يدورون خارج الغلاف الجوي الواقي للأرض.

مع تغير المجال المغناطيسي للشمس، تصبح "الطبقة الحالية" - وهي سطح مترامي الأطراف يشع مليارات الأميال إلى الخارج من خط استواء الشمس - متموجة للغاية، مما يوفر حاجزًا أفضل ضد الأشعة الكونية.

التنبؤ بقوى الدورة الشمسية المستقبلية

سيراقب العلماء انعكاس المجال المغناطيسي للشمس ويرون المدة التي يستغرقها ليعود إلى تكوين ثنائي القطب. إذا حدث ذلك خلال العامين المقبلين، فستكون دورة الـ 11 عامًا التالية نشطة نسبيًا، ولكن إذا كان التراكم بطيئًا، فستكون الدورة ضعيفة نسبيًا، مثل الدورة الشمسية 24 السابقة.
 
عودة
أعلى