الشمس على وشك حدث مهم: انعكاس المجال المغناطيسي.
تحدث هذه الظاهرة كل 11 عامًا تقريبًا وتمثل مرحلة مهمة في عصرنا الدورة الشمسية. يشير التحول في القطبية إلى نقطة منتصف الطريق الحد الأقصى للطاقة الشمسيةوارتفاع النشاط الشمسي وبداية التحول نحو الحد الأدنى للطاقة الشمسية.
آخر مرة الشمسلقد انقلب المجال المغناطيسي 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 أرض.
متعلق ب: كيف أطلقت بقعة شمسية عملاقة العنان للعواصف الشمسية التي أدت إلى ظهور الشفق القطبي العالمي الذي أبهرنا جميعًا
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 النشاط الشمسي. البقع الشمسية مرئية على السطح. يُعرف ارتفاع النشاط الشمسي خلال دورة شمسية معينة بالحد الأقصى للطاقة الشمسية، وتتوقع التقديرات الحالية حدوثه 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. وتستمر هذه الدورة المغناطيسية، المعروفة بدورة هيل، لمدة 22 عامًا تقريبًا، ومن خلالها ينعكس المجال المغناطيسي للشمس ثم يعود إلى حالته الأصلية، ريان فرينش، عالم فيزياء فلكية شمسية وكاتب مساهم في موقع Space.com، لموقع Space.com.
أثناء 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 انفصال واضح بين القطب الشمالي والجنوبي”، كما قال فرينش. وبحلول 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 والتي يمكن أن تؤدي إلى أحداث شمسية كبيرة، مثل التوهجات الشمسية و طرد الكتلة الإكليلية (CMEs) – انفجارات كبيرة من البلازما والمجال المغناطيسي.
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.
يقول عالم الفيزياء الشمسية تود هوكسيما، مدير مرصد ويلكوكس الشمسي بجامعة ستانفورد: “المجال المغناطيسي من المناطق النشطة يشق طريقه نحو القطبين ويسبب في النهاية الانعكاس”. صرح سابقًا لموقع Space.com.
لكن السبب الكامن وراء هذا التحول في القطبية لا يزال غامضا. “هذا يدخل في الكل [solar] قال عالم الفيزياء الشمسية في جامعة ستانفورد، فيل شيرير، لموقع Space.com سابقًا: “إننا نتساءل عن ماهية هذه الدورة. ما زلنا لا نملك وصفًا رياضيًا متسقًا ذاتيًا لما يحدث. وإلى أن تتمكن من تصميمه، فإنك لا تفهمه حقًا، ومن 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؟
قصص ذات الصلة:
—ينفجر التوهج الشمسي أقوى عاصفة إشعاعية منذ عام 2017
—عاصفة شمسية تغمر المريخ بالإشعاع بينما يومض الشفق القطبي في سماء الكوكب الأحمر (فيديو)
—يلتقط المصور الفلكي مناظر مذهلة عن قرب لمنطقة البقع الشمسية التي أدت إلى ظهور الشفق القطبي في شهر مايو
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 عن طريق هجرة القطب الشمالي / الجنوبي.”
عادة ما يستغرق الأمر سنة أو سنتين للانعكاس الكامل، ولكن يمكن أن يختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، استغرق المجال القطبي الشمالي للدورة الشمسية 24، والذي انتهى في ديسمبر 2019، ما يقرب من خمس سنوات للانعكاس، وفقًا لـ المرصد 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. “العالم لن ينتهي غدا” شيرير قيل سابقا موقع Space.com.
ومع ذلك، فإننا سوف نواجه بعض الآثار الجانبية لانقلاب القطبية.
كيف يؤثر الانقلاب المغناطيسي للشمس علينا؟
ليس هناك شك في أن الشمس كانت نشطة بشكل لا يصدق في الآونة الأخيرة، حيث أطلقت العديد من التوهجات الشمسية القوية والانبعاث الإكليلي الكتلي، مما أدى إلى حدوث عواصف مغنطيسية أرضية قوية على الأرض، والتي أنتجت بدورها بعضًا من التوهجات الشمسية. عروض شفقية لا تصدق في الآونة الأخيرة.
ومع ذلك، فإن زيادة خطورة مناخ الفضاء ليس السبب المباشر للقلب في القطبية. 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: فهو يمكن أن يساعد في حماية الأرض من المجرة الأشعة الكونية – جسيمات دون ذرية عالية الطاقة تنتقل بسرعة قريبة من سرعة الضوء ويمكن أن تلحق الضرر بالمركبات الفضائية وتضر رواد الفضاء الموجودين خارج الغلاف الجوي الواقي للأرض.
مع تغير المجال المغناطيسي للشمس، فإن “الطبقة الحالية” – وهي سطح مترامي الأطراف يشع مليارات الأميال إلى الخارج من خط استواء الشمس – يصبح متموجا جدامما 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.