تقترب الشمس بسرعة من ذروة النشاط الشمسي بحلول نهاية عام 2023 ، ما مدى خطورة ذروة الشمس الفوضوية؟

[عبدالله أسحاق]

يمكن أن تضربنا الطاقة الشمسية القصوى بشكل أقوى وأسرع مما كنا نظن. ما مدى خطورة ذروة الشمس الفوضوية؟

تقترب الشمس بسرعة من ذروة النشاط الشمسي. يحذر الخبراء من أنه من المحتمل أن يبدأ بحلول نهاية عام 2023 ، قبل سنوات من اقتراح التنبؤات الأولية.

من بعيد ، قد تبدو الشمس هادئة وثابتة. لكن عند التكبير ، يكون نجمنا في حالة تدفق دائم ، حيث يتحول بمرور الوقت من بحر موحد من النار إلى خليط فوضوي من البلازما المشوهة والعودة مرة أخرى في دورة متكررة.

توضح هذه الصورة كيف يتغير مظهر الشمس بين الحد الأقصى للشمس (على اليسار) والحد الأدنى للشمس (على اليمين). (رصيد الصورة: ناسا / مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية)

كل 11 عامًا أو نحو ذلك ، يتشابك المجال المغناطيسي للشمس مثل كرة من أشرطة مطاطية ملفوفة بإحكام حتى تنفجر في النهاية وتنقلب تمامًا - مما يحول القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي والعكس صحيح. في الفترة التي سبقت هذا الانعكاس الهائل ، تكثف الشمس نشاطها: تجشؤ النقط النارية من البلازما ، وتنامي البقع الداكنة بحجم الكوكب ، وتنبعث تدفقات من الإشعاع القوي.

هذه الفترة من النشاط المتزايد ، والمعروفة باسم الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، هي أيضًا فترة محفوفة بالمخاطر للأرض ، حيث تتعرض للقصف من قبل العواصف الشمسية التي يمكن أن تعطل الاتصالات ، وتضر بالبنية التحتية للطاقة ، وتضر ببعض الكائنات الحية (بما في ذلك رواد الفضاء) وترسل الأقمار الصناعية نحو الكوكب. .

ويعتقد بعض العلماء أن الحد الأقصى القادم من الطاقة الشمسية قد يأتي قريبًا - ويكون أقوى بكثير - مما كنا نظن.

في الأصل ، توقع العلماء أن الدورة الشمسية الحالية ستبلغ ذروتها في عام 2025. لكن المحصول الوفير من البقع الشمسية والعواصف الشمسية والظواهر الشمسية النادرة تشير إلى أن الحد الأقصى للشمس يمكن أن يصل بحلول نهاية هذا العام على أقرب تقدير - وقد أخبر العديد من الخبراء أننا غير مستعدين لذلك.

ما الذي يسبب الدورة الشمسية؟

كل 11 عامًا تقريبًا ، تنتقل الشمس من نقطة منخفضة في النشاط الشمسي ، تُعرف باسم الحد الأدنى للشمس ، إلى الحد الأقصى للطاقة الشمسية وتعود مرة أخرى. ليس من الواضح بالضبط سبب استمرار دورات الشمس لهذه المدة الطويلة ، لكن علماء الفلك لاحظوا هذا النمط منذ أول دورة شمسية تسمى الدورة الشمسية الأولى ، والتي حدثت بين 1755 و 1766. بدأت الدورة الحالية ، الدورة الشمسية 25 ، رسميًا في ديسمبر 2019 ، وفقًا لوكالة ناسا.

إذن ما الذي يسبب تذبذب نجم منزلنا؟ قال أليكس جيمس ، الفيزيائي الشمسي في يونيفرسيتي كوليدج لندن في المملكة المتحدة ، : "كل ذلك يعود إلى المجال المغناطيسي للشمس".

في الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، يكون المجال المغناطيسي للشمس قويًا ومنظمًا ، مع قطبين واضحين مثل مغناطيس ثنائي القطب عادي ، كما قال جيمس. وأضاف أن المجال المغناطيسي يعمل بمثابة "حقل قوة عملاق" يحتوي بلازما الشمس شديدة الحرارة ، أو الغاز المتأين ، بالقرب من السطح ، مما يحد من النشاط الشمسي.

انفجرت كتلة إكليلية على شكل فراشة من الجانب البعيد للشمس في 10 مارس

قال جيمس إن المجال المغناطيسي يتشابك ببطء ، حيث تصبح بعض المناطق ممغنطة أكثر من غيرها. نتيجة لذلك ، يضعف المجال المغناطيسي للشمس تدريجيًا ، ويبدأ النشاط الشمسي في الزيادة: ترتفع البلازما من سطح النجم وتشكل حدوات ضخمة ممغنطة ، تُعرف باسم الحلقات الإكليلية ، والتي تملأ الغلاف الجوي السفلي للشمس. يمكن بعد ذلك أن تنفجر هذه الأشرطة النارية مع إعادة تنظيم المجال المغناطيسي للشمس ، مما يؤدي إلى إطلاق ومضات ساطعة من الضوء والإشعاع ، تُعرف باسم التوهجات الشمسية. في بعض الأحيان ، تجلب التوهجات أيضًا سحبًا ممغنطة هائلة من الجسيمات سريعة الحركة ، تُعرف باسم القذف الكتلي الإكليلي (CMEs).

بعد بضع سنوات من الحد الأقصى ، "ينفجر" المجال المغناطيسي للشمس ثم ينقلب تمامًا. قال جيمس إن هذا يبشر بنهاية الدورة وبداية حد أدنى جديد من الطاقة الشمسية.

لتحديد موقعنا في الدورة الشمسية ، يراقب الباحثون البقع الشمسية - وهي بقع دائرية أغمق وأكثر برودة من سطح نجمنا المحلي حيث تتشكل الحلقات الإكليلية.

صورة بفاصل زمني لمجموعتين رئيسيتين من البقع الشمسية تتحركان عبر سطح الشمس بين 2 ديسمبر و 27 ديسمبر 2022.

قال جيمس: "تظهر البقع الشمسية عندما تخترق مجالات مغناطيسية قوية سطح الشمس". "من خلال النظر إلى تلك البقع الشمسية يمكننا الحصول على فكرة عن مدى قوة وتعقيد المجال المغناطيسي للشمس في تلك اللحظة."

البقع الشمسية غائبة تمامًا تقريبًا عند الحد الأدنى من الطاقة الشمسية وتزداد أعدادها حتى تصل إلى الذروة عند الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، ولكن هناك الكثير من الاختلاف من دورة إلى أخرى.
قال جيمس: "كل دورة مختلفة".

دورة الطاقة الشمسية 25

في أبريل 2019 ، أصدرت لوحة التنبؤ بالدورة الشمسية 25 ، المكونة من عشرات العلماء من وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ، توقعاتها للدورة الشمسية 25 ، مما يشير إلى أن الحد الأقصى للشمس سيبدأ على الأرجح في وقت ما في 2025 وسيكون حجمه مشابهًا للحد الأقصى للدورة الشمسية 24 ، والتي بلغت ذروتها متأخرًا بشكل غير معتاد بين منتصف عام 2014 وأوائل عام 2016 وكانت ضعيفة جدًا مقارنة بالحدود القصوى السابقة للطاقة الشمسية.

لكن منذ البداية ، بدت التوقعات متوقفة. على سبيل المثال ، كان عدد البقع الشمسية المرصودة أعلى بكثير مما كان متوقعًا.

في ديسمبر 2022 ، وصلت الشمس إلى ذروة البقع الشمسية لمدة ثماني سنوات. وفي كانون الثاني (يناير) 2023 ، لاحظ العلماء أكثر من ضعف عدد البقع الشمسية التي توقعتها وكالة ناسا (143 ملاحظة مقابل 63 تقديرية) ، مع بقاء الأرقام مرتفعة تقريبًا خلال الأشهر التالية. في المجموع ، تجاوز عدد البقع الشمسية المرصودة الرقم المتوقع لمدة 27 شهرًا على التوالي.

في حين أن فضل البقع الشمسية يمثل علامة حمراء كبيرة ، إلا أنها ليست الوحيدة يمكن أن يكون الحد الأقصى للطاقة الشمسية هنا قريبًا.

كانت الخطوط الشبحية لإكليل الشمس ، أو الغلاف الجوي العلوي ، مرئية بوضوح خلال "الكسوف الهجين" في 20 أبريل. الحلقة الحمراء تحيط بـ CME الذي اندلع في نفس اليوم. (رصيد الصورة: Petr Horálek ، Josef Kujal ، Milan Hlavá

مؤشر رئيسي آخر للنشاط الشمسي هو عدد وشدة التوهجات الشمسية. في عام 2022 ، كان هناك خمسة أضعاف عدد التوهجات الشمسية من الفئة C والفئة M بمقدار خمسة أضعاف عما كان عليه في عام 2021 ، وعلى أساس سنوي ، يتزايد أيضًا عدد التوهجات الشمسية الأقوى من الفئة X ، وفقًا لموقع SpaceWeatherLive.com. سجل النصف الأول من عام 2023 عددًا أكبر من التوهجات من الفئة X مقارنة بعام 2022 بالكامل ، وأصابت واحدة على الأقل الأرض بشكل مباشر. (تشمل فئات التوهج الشمسي A و B و C و M و X ، حيث تكون كل فئة أقوى بعشر مرات على الأقل من الفئة السابقة.)

يمكن أن تسبب التوهجات الشمسية أيضًا عواصف مغنطيسية أرضية - اضطرابات كبيرة في الغلاف المغناطيسي للأرض بسبب الرياح الشمسية أو CMEs. على سبيل المثال ، في 24 آذار (مارس) ، ضربت CME "خلسة" الأرض دون سابق إنذار وتسببت في أقوى عاصفة مغنطيسية أرضية منذ أكثر من ست سنوات ، مما أدى إلى ظهور الشفق القطبي الهائل ، أو الأضواء الشمالية ، التي كانت مرئية في أكثر من 30 ولاية أمريكية. تسببت الزيادة الإجمالية في عدد العواصف المغناطيسية الأرضية هذا العام أيضًا في وصول درجة الحرارة في الغلاف الحراري - ثاني أعلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض - إلى ذروة 20 عامًا.

كما أصبحت الظواهر الشمسية النادرة شائعة بشكل متزايد بالقرب من الحد الأقصى للشمس - وحدث العديد منها في الأشهر الأخيرة. في 9 مارس ، ارتفع شلال بلازما يبلغ ارتفاعه 60 ألف ميل (96560 كيلومترًا) ثم سقط مرة أخرى باتجاه الشمس. في الثاني من فبراير ، دارت دوامة قطبية هائلة ، أو حلقة من النار ، حول القطب الشمالي للشمس لأكثر من 8 ساعات ؛ وفي مارس ، اندلع "إعصار شمسي" لمدة ثلاثة أيام ووقف أطول من 14 أرضًا مكدسة فوق بعضها البعض.

تشير كل هذه الأدلة إلى أن الحد الأقصى للشمس "سيبلغ ذروته مبكرًا وسيصل إلى ذروته أعلى من المتوقع" ، كما قال جيمس. قال خبراء إن هذا الرأي يشاركه العديد من علماء الفيزياء الشمسية الآخرين.

أمطرت "شلال بلازما" على سطح الشمس في 9 مارس. (مصدر الصورة: Eduardo Schaberger Poupeau

اندلع CME بقياس حوالي مليون ميل من الشمس في سبتمبر 2022

إعصار من أبراج النار فوق سطح الشمس حيث ضرب "إعصار شمسي" شاهق سطح الشمس لمدة ثلاثة أيام في مارس. (رصيد الصورة: NASA / SDO / composite by Steve Spaleta

من المحتمل أن تكون البداية الدقيقة للحد الأقصى للطاقة الشمسية واضحة فقط بمجرد مرورها وانخفاض النشاط الشمسي. ومع ذلك ، توقعت مجموعة بحثية بقيادة سكوت ماكنتوش ، عالم فيزياء الطاقة الشمسية ونائب مدير المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في كولورادو ، أن الحد الأقصى للشمس قد يصل إلى ذروته في وقت لاحق من هذا العام.

تشير الدورات السابقة إلى أن الحد الأقصى للطاقة الشمسية قد يستمر في مكان ما بين عام إلى عامين ، على الرغم من أن العلماء لا يعرفون على وجه اليقين.

التأثيرات المحتملة على الأرض

لذلك ، قد يكون الحد الأقصى للطاقة الشمسية أقوى وأسرع مما توقعنا. لماذا هذا مهم؟

تعتمد الإجابة بشكل أساسي على ما إذا كانت العواصف الشمسية تتسرب إلى الأرض ، وفقًا لما قاله Tzu-Wei Fang ، الباحث في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع لـ NOAA والذي لم يكن جزءًا من لوحة توقع الدورة الشمسية 25 ، لضرب الأرض ، يجب أن تشير العواصف الشمسية إلى الاتجاه الصحيح في الوقت المناسب. وأضافت أن الزيادات في النشاط الشمسي تزيد من احتمالية حدوث ذلك ولكنها لا تضمن أن الكوكب سيضرب بمزيد من العواصف.

ولكن إذا ضربت عاصفة شمسية ، يمكن أن تؤين الغلاف الجوي العلوي للأرض وتغذي الراديو والأقمار الصناعية. قال فانغ إن العواصف الكبيرة التي تمنع اتصالات الكوكب بالأقمار الصناعية يمكن أن تمحو مؤقتًا أنظمة الراديو وأنظمة تحديد المواقع بعيدة المدى لما يصل إلى نصف الكوكب. وأضافت أن هذا بحد ذاته مجرد إزعاج بسيط ، ولكن إذا تزامن انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة مع كارثة كبرى ، مثل الزلزال أو تسونامي ، فقد تكون النتائج كارثية.

وقال فانغ إن العواصف الشمسية القوية يمكن أن تولد تيارات كهربائية أرضية يمكن أن تلحق الضرر بالبنية التحتية المعدنية ، بما في ذلك شبكات الكهرباء القديمة وخطوط السكك الحديدية.

قال فانغ إن ركاب الطائرة قد يكونون أيضًا مصابين بمستويات أعلى من الإشعاع أثناء العواصف الشمسية ، على الرغم من أنه ليس من الواضح ما إذا كانت الجرعات ستكون عالية بما يكفي لإحداث أي آثار صحية. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الطفرات في الإشعاع ستكون أكثر أهمية لرواد الفضاء على متن المركبات الفضائية ، مثل محطة الفضاء الدولية أو مهمة أرتميس القادمة إلى القمر. وأضافت أنه نتيجة لذلك ، "ينبغي للبعثات المستقبلية أن تأخذ دورات الطاقة الشمسية في الاعتبار".
كشفت الأبحاث السابقة أيضًا أن العواصف المغناطيسية الأرضية يمكن أن تعطل هجرات الحيتان الرمادية والحيوانات الأخرى التي تعتمد على خطوط المجال المغناطيسي للأرض للتنقل ، مثل السلاحف البحرية وبعض الطيور ، مما قد يكون له عواقب وخيمة.

تم التقاط هذه الصورة الباهتة للشفق القطبي من نافذة طائرة خلال عاصفة جيوماجينتية كبرى في 24 مارس (مصدر الصورة: داكوتا سنايدر)

يصبح الغلاف الجوي العلوي المتأين أكثر كثافة أيضًا ، مما قد يؤدي إلى سحب إضافي للأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. يمكن لهذا السحب الإضافي دفع الأقمار الصناعية إلى بعضها البعض أو إجبارها على الخروج من المدار. على سبيل المثال ، في فبراير 2022 ، احترق 40 من الأقمار الصناعية Starlink التابعة لشركة SpaceX في الغلاف الجوي للأرض عندما سقطت على الأرض خلال عاصفة مغنطيسية أرضية في اليوم التالي لإطلاقها.

وقال فانغ إن عدد الأقمار الصناعية قد زاد بشكل كبير مقارنة بالدورات الشمسية السابقة. وأضافت أن معظم الشركات تديرها شركات تجارية نادرًا ما تضع طقس الفضاء في الاعتبار في تصميم الأقمار الصناعية أو جداول الإطلاق.

وقال فانغ: "تريد الشركات إطلاق أقمار صناعية في أسرع وقت ممكن للتأكد من أنها لا تؤخر إطلاق الصواريخ". "في بعض الأحيان يكون من الأفضل لهم أن يطلقوا مجموعة ويفقدون نصف من لا ينطلقون عندها
وأضافت "كل هذا يزيد من مخاطر حدوث تصادمات كبيرة أو نزع مدار الأقمار الصناعية خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية.

قال فانغ إن فرص حدوث عاصفة خارقة تحدث مرة واحدة في القرن ، مثل حدث كارينجتون في عام 1859 ، تزداد أيضًا بشكل طفيف خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية. وأضافت أنه في حين أن مثل هذه العاصفة قد تتسبب في أضرار تقدر بمليارات الدولارات وتؤثر بشكل كبير على الحياة اليومية.

قال فانغ إن البشر لا يمكنهم فعل الكثير لحماية أنفسنا من عاصفة شمسية مباشرة ، لكن يمكننا الاستعداد لها عن طريق تغيير مسارات الأقمار الصناعية ، و الطائرات ، وتحديد البنية التحتية المعرضة للخطر. وأضافت أنه نتيجة لذلك ، هناك حاجة إلى تنبؤات جوية أكثر دقة بالطقس الشمسي لمساعدتنا على الاستعداد للأسوأ

لماذا كانت التوقعات خاطئة؟

إذا كانت هناك أدلة كثيرة تشير إلى أن الحد الأقصى للطاقة الشمسية أقوى وفي وقت أبكر مما هو متوقع ، فلماذا لم يره العلماء قادمًا؟ قال سكوت ماكينتوش إن جزءًا من المشكلة هو الطريقة التي تأتي بها لوحات التنبؤ بتوقعاتها.

قال ماكنتوش إن نماذج ناسا و NOAA بالكاد تغيرت في الثلاثين عامًا الماضية ، "لكن العلم تغير". وأضاف أن النماذج تستخدم بيانات من دورات شمسية سابقة مثل عدد البقع الشمسية وطول الدورة ، لكنها لا تأخذ في الحسبان بشكل كامل التقدم الفردي لكل دورة.

ذات صلة: متى تنفجر الشمس؟

قال ماكنتوش: "إنها تشبه نوعًا ما لعبة كبيرة تتمثل في تثبيت الذيل على الحمار" ، حيث يكون "الحمار" هو الحد الأقصى القادم للطاقة الشمسية ، وقد قامت لجنة التنبؤ بتعصيب أعينها من خلال عدم استخدام جميع الأساليب المتاحة تحت تصرفها.

اقترح ماكينتوش وزملاؤه طريقة بديلة للتنبؤ بقوة الحد الأقصى القادم للشمس: ما يسمى بـ "النهايات الشمسية" ، والتي تحدث في نهاية كل حد أدنى من الطاقة الشمسية بعد أن انقلب المجال المغناطيسي للشمس بالفعل.

خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، يحيط مجال مغناطيسي محلي ، والذي يترك وراءه من انعكاس المجال المغناطيسي للشمس ، بخط استواء الشمس. يمنع هذا المجال المحلي المجال المغناطيسي الرئيسي للشمس من النمو بشكل أقوى والتشابك ، مما يعني أن المجال المحلي يعمل بشكل أساسي مثل فرملة اليد التي تمنع زيادة النشاط الشمسي.

لكن فجأة ودون سابق إنذار ، يختفي هذا المجال المحلي ، مما أدى إلى تحرير الفرامل وتمكين النشاط الشمسي من التكثيف. هذا التغيير الجذري هو ما أطلق عليه الفريق اسم أحداث إنهاء الدورة الشمسية ، أو المُنتهية. (نظرًا لأن أجهزة إنهاء الطاقة الشمسية تحدث في اللحظة المحددة التي تنتهي فيها الحدود الدنيا للطاقة الشمسية ، فإنها تحدث بعد أن تبدأ كل دورة شمسية رسميًا).

بالنظر إلى البيانات التي استمرت لقرون ، حدد الفريق 14 وحدة إنهاء شمسية فردية سبقت بداية الحد الأقصى للطاقة الشمسية. لاحظ الباحثون أن توقيت هذه النهايات يرتبط بقوة القمم الشمسية اللاحقة. (السنوات الأولى من البيانات متفرقة ، لذلك لم يتمكن الفريق من تحديد أجهزة إنهاء الطاقة الشمسية في كل دورة.)
على سبيل المثال ، حدث الفاصل في بداية الدورة الشمسية 24 في وقت متأخر عما كان متوقعًا ، مما سمح بنمو مجال مغناطيسي أقل خلال الدورة الشمسية 24 ، مما أدى إلى ضعف الحد الأقصى للشمس. لكن الإنهاء في بداية الدورة الشمسية 25 ، التي حدثت في 13 ديسمبر 2021 ، كان أبكر مما كان متوقعًا ، وهو ما اعتبره الباحثون علامة على أن الحد الأقصى للطاقة الشمسية سيكون أقوى من سابقه. منذ نهاية عام 2021 ، كان النشاط الشمسي يتصاعد بشكل أسرع من المتوقع.

رسم بياني يوضح تأثيرات أجهزة إنهاء الطاقة الشمسية على تقدم الدورة الشمسية. تمثل الأقسام غير الواضحة الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، وتُظهر الخطوط المتقطعة أحداثًا فاصلة. يرتفع النشاط الشمسي بشكل حاد بعد حدوث المحطات الشمسية. (رصيد الصورة: McIntosh etl al. 2003)

قال ماكنتوش إن الطريقة التي تتقدم بها الدورة الشمسية 25 تشير إلى أن أجهزة إنهاء الطاقة الشمسية يمكن أن تكون أفضل طريقة للتنبؤ بالدورات الشمسية المستقبلية. في يوليو 2022 ، أقرت ناسا بالعمل الذي قام به ماكنتوش وزملاؤه ولاحظت أن النشاط الشمسي يبدو أنه يتصاعد في وقت أقرب مما كان متوقعًا.

ومع ذلك ، لم تقم وكالة ناسا بتحديث توقعاتها لعام 2025 في ضوء بيانات McIntosh وربما لن تدمج عوامل الإنهاء في التوقعات المستقبلية ، كما توقع ماكنتوش. "أعتقد أنهم سوف يلتزمون فقط بنماذجهم."

 

[عبدالله أسحاق]

هل يمكن لعاصفة شمسية قوية أن تمحو الإنترنت؟

من المعروف أن الطقس الفضائي يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي وتعطيل وظيفة الأقمار الصناعية.

التقط مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لوكالة ناسا هذه الصورة للتوهج الشمسي - كما يظهر في الفلاش الساطع أعلى اليمين - في 2 أكتوبر 2022. تُظهر الصورة مجموعة فرعية من الأشعة فوق البنفسجية الشديدة التي تسلط الضوء على المواد شديدة الحرارة في التوهجات وهي ملون باللون البرتقالي. (رصيد الصورة: NASA / SDO)

في رواية بيكي تشامبرز الروائية لعام 2019 بعنوان "To Be Taught، If Fortunate" ، قضت عاصفة شمسية ضخمة على الإنترنت على الأرض ، تاركة مجموعة من رواد الفضاء عالقين في الفضاء دون أي وسيلة للاتصال بالمنزل. إنه احتمال مرعب ، لكن هل يمكن لعاصفة شمسية أن تقضي على الإنترنت في الحياة الواقعية؟ وإذا كان الأمر كذلك ، فما مدى احتمالية حدوث ذلك؟

نعم ، يمكن أن يحدث ذلك ، لكن الأمر سيستغرق عاصفة شمسية عملاقة ، كما قال ماثيو أوينز ، عالم الفيزياء الشمسية في جامعة ريدينغ في المملكة المتحدة ، لـ Live Science. قال أوينز: "ستحتاج حقًا إلى حدث ضخم للقيام بذلك ، وهو أمر غير مستحيل". لكنني أعتقد أن تعطل شبكات الكهرباء أمر مرجح أكثر ». في الواقع ، حدثت هذه الظاهرة بالفعل على نطاق ضيق.

تحدث العواصف الشمسية ، المعروفة أيضًا باسم طقس الفضاء ، عندما تطلق الشمس موجة قوية من الإشعاع الكهرومغناطيسي. يؤدي هذا الاضطراب إلى إطلاق موجات من الطاقة التي تنتقل إلى الخارج ، مما يؤثر على أجسام أخرى في النظام الشمسي ، بما في ذلك الأرض. عندما تتفاعل الموجات الكهرومغناطيسية مع المجال المغناطيسي للأرض ، يكون لها تأثيران.


الأول هو أنها تتسبب في تدفق التيارات الكهربائية في الغلاف الجوي العلوي للأرض ، مما يؤدي إلى تسخين الهواء "تمامًا كما تعمل بطانيتك الكهربائية" ، كما قال أوينز. يمكن لهذه العواصف المغنطيسية الأرضية أن تخلق شفقًا جميلًا يظهر فوق المناطق القطبية ، لكن يمكنها أيضًا تعطيل إشارات الراديو ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ما هو أكثر من ذلك ، مع ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي ، فإنه ينتفخ مثل أعشاب من الفصيلة الخبازية ، مما يضيف مزيدًا من السحب إلى الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض ويطرح قطعًا أصغر من النفايات الفضائية عن مسارها.

التأثير الآخر لطقس الفضاء هو أكثر على الأرض. عندما تتدفق التيارات الكهربائية القوية عبر الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا ، فإنها تحفز تيارات قوية تتدفق عبر القشرة أيضًا. يمكن أن يتداخل هذا مع الموصلات الكهربائية الموجودة أعلى القشرة ، مثل شبكات الطاقة - شبكة خطوط النقل التي تنقل الكهرباء من محطات التوليد إلى المنازل والمباني. والنتيجة هي انقطاع التيار الكهربائي المحلي الذي يصعب إصلاحه ؛ ضرب أحد هذه الأحداث كيبيك في 13 مارس 1989 ، مما أدى إلى انقطاع التيار الكهربائي لمدة 12 ساعة ، وفقًا لوكالة ناسا. في الآونة الأخيرة ، تسبب توهج شمسي في تدمير 40 قمرا صناعيا من Starlink عندما فشلت SpaceX في التحقق من توقعات الطقس الفضائي ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا.

لحسن الحظ ، فإن إخراج عدد قليل من أقمار ستارلينك الصناعية لا يكفي لإفساد الوصول إلى الإنترنت العالمي. من أجل القضاء على الإنترنت بالكامل ، ستحتاج عاصفة شمسية إلى التدخل في كابلات الألياف الضوئية الطويلة جدًا التي تمتد تحت المحيطات وتربط القارات. كل 30 إلى 90 ميلاً (50 إلى 145 كيلومترًا) ، تكون هذه الكابلات مزودة بأجهزة إعادة إرسال تساعد على تعزيز إشاراتها أثناء انتقالها. في حين أن الكابلات نفسها ليست عرضة للعواصف المغناطيسية الأرضية ، فإن أجهزة إعادة الإرسال تكون كذلك. وإذا انقطع مكرر واحد ، فقد يكون ذلك كافيًا لفصل الكابل بالكامل ، وإذا انقطع اتصال كبلات كافية ، فقد يتسبب ذلك في "نهاية عالم الإنترنت" .



قد يكون التعتيم العالمي على الإنترنت كارثيًا - فهو سيعطل كل شيء من سلسلة التوريد إلى النظام الطبي إلى سوق الأوراق المالية إلى القدرة الأساسية للأفراد على العمل والتواصل.

هناك عدة طرق لحماية الإنترنت من العاصفة الشمسية الضخمة القادمة. الأول هو دعم شبكات الطاقة والأقمار الصناعية والكابلات الموجودة تحت سطح البحر ضد الحمل الزائد بسبب تدفق التيار ، بما في ذلك الحماية من الفشل لإغلاق الشبكات بشكل استراتيجي أثناء اندفاع العاصفة الشمسية.

الطريقة الثانية الأقل تكلفة هي التوصل إلى طريقة أفضل للتنبؤ بالعواصف الشمسية على المدى الطويل.

هل يمكننا توقع العواصف الشمسية؟

من المعروف أيضًا أن التنبؤ بالعواصف الشمسية أمر صعب. وقال أوينز ، جزئيًا ، يمكن أن يكون "من الصعب للغاية تحديدها". "لأنه بينما كان الطقس الفضائي مستمراً لآلاف السنين ، فإن التكنولوجيا التي تأثرت به كانت موجودة منذ عقود قليلة فقط."

يمكن للتكنولوجيا الحالية أن تتنبأ بالعواصف الشمسية حتى يومين قبل أن تضرب الأرض بناءً على نشاط البقع الشمسية ، وهي بقع سوداء على سطح الشمس تشير إلى مناطق نشاط البلازما العالي. لكن العلماء لا يستطيعون تتبع العواصف الشمسية بالطريقة التي تتبعها للأعاصير. بدلاً من ذلك ، يلجأون إلى أدلة أخرى ، مثل مكان وجود الشمس في دورتها الشمسية الحالية.

ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية تبحث الوكالة حاليًا عن طرق لإجراء مثل هذه التوقعات باستخدام مزيج من البيانات التاريخية والملاحظات الأحدث.

تمر الشمس بحوالي 11 عامًا من النشاط العالي أو المنخفض ، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. توقعت وكالة ناسا سابقًا أن تبلغ ذروة نشاط الشمس التالية ، والمعروفة باسم الحد الأقصى للشمس ، حوالي عام 2025. ومع ذلك ، تشير الملاحظات الأخيرة للبقع الشمسية والطقس الشمسي إلى أن الحد الأقصى القادم للشمس سيأتي في وقت أقرب بكثير ، وسيصطدم بقوة أكبر ، وفقًا لتقديرات وكالة ناسا. . من المحتمل أن تكون الذروة القادمة ، التي يمكن أن تبدأ في أواخر عام 2023 ، أكثر حدة من القيم القصوى القليلة الماضية للشمس ، والتي كانت معتدلة نسبيًا.

قال أوينز: "كانت الشمس هادئة إلى حد ما منذ التسعينيات". آخر عاصفة مغنطيسية أرضية في جميع أنحاء العالم (على الأقل مسجلة) هي ما يسمى ب "حدث كارينغتون" لعام 1859 ، حيث شوهدت الشفق القطبي في أقصى الجنوب مثل كوبا وهونولولو ، هاواي. إذا كان الإنترنت موجودًا خلال هذا الحدث ، فهناك احتمال أن يكون قد تعطل بشكل خطير.

نأمل أن يتمكن العلماء من إيجاد طريقة للتنبؤ بتأثير حدث كارينغتون القادم أو تقليله قبل أن نجد أنفسنا في مستقبل خالٍ من الإنترنت ... على الرغم من أنه ، بالنظر إلى الأعماق الرهيبة لوسائل التواصل الاجتماعي ، ربما تكون هناك مصائر أسوأ.