في يوم من الأيام، يمكن أن يضرب انفجار شمسي سيء الحظ الأرض ويحرق معظم أجهزتنا الإلكترونية، وقد تعرضنا بالفعل لبعض الأخطاء الوشيكة التي لا تبعث على الراحة. حيث يمكن للانفجارات القوية من الشمس مثل هذا التوهج الشمسي الساطع الوامض والثوران المجاور للغاز المتوهج الساخن أن تعيث فسادا في شبكات الطاقة وأجهزة الكمبيوتر والاتصالات على الأرض. حسب ناسا

ومن ناحية أخرى، فقد كان هذا العام مميزا، وذلك بفضل كسوف الشمس الذي حدث في الثامن من نيسان. لكن تلك الظاهرة كانت ظاهرة أرضية. وما نستعد له هو بالتأكيد حدث شمسي، حيث يقترب نجمنا من ذروة دورة نشاطه المغناطيسي، مما يعني المزيد من البقع الشمسية، والمزيد من العواصف، وربما المزيد من الخطر على الأرض.

يتم توليد المجال المغناطيسي للشمس في باطنها، حيث تكون الظروف شديدة الحرارة بحيث يتم تجريد الإلكترونات من ذراتها المضيفة، وتشكيل غاز متأين. وينص أحد القوانين الأساسية للفيزياء على أن الشحنات الكهربائية المتحركة تولد مجالا مغناطيسيا، وهذه المغناطيسية الناتجة عن الغاز المتأين هي التي تؤثر بشكل عميق على سلوك الشمس.

على عكس الأرض، التي تتمتع بمجال مغناطيسي قوي إلى حد ما ومنظم بشكل جيد يشبه ذلك الموجود في قضيب مغناطيسي ضخم واحد ويهيمن على الشمس عدد لا يحصى من المجالات المولدة محليا. كل واحد يشكل قطعة خاصة به من الجزء الداخلي الشمسي.

إن الديناميكيات الفعلية لهذه المغناطيسية معقدة للغاية، ولكن للتبسيط، يمكنك التفكير في قوة المجال المغناطيسي الإجمالية لنجمنا على أنها تتزايد وتتضاءل على مدار فترة تبلغ حوالي 11 عاما، وهو ما نسميه الدورة المغناطيسية الشمسية.

ترتفع المواد الساخنة الموجودة داخل الشمس إلى السطح، وبمجرد تبريدها، تغوص مرة أخرى في عملية تسمى الحمل الحراري، بطريقة مشابهة جدا للماء في غلاية الشاي المغلية. إنه مثل الحزام الناقل للطاقة النجمية وهو جزء من العملية التي من خلالها تشق الكثير من الحرارة الجهنمية القادمة من باطن الشمس طريقها من الشمس إلى الفضاء لجلب الدفء الذي يحافظ على الحياة في كوكبنا. إن وجه الشمس مزين بالملايين من خلايا الحمل الحراري المتغيرة باستمرار؛ ويرافق كل منها مجال مغناطيسي داخلي خاص بها.

بالقرب من سطح الشمس، يمكن لخطوط المجال المغناطيسي المنبعثة من خلية الحمل الحراري الشاهقة أن تتشابك مع تلك المنبعثة من خلايا أخرى. فيمكن أن تعمل هذه التشابكات كحاجز يمنع المواد الباردة من الغرق مرة أخرى. وبدلاً من ذلك، فإنه يجلس هناك على السطح، ويشع طاقته بعيدا. والمواد الباردة تكون أكثر قتامة، لذلك نرى هذه المناطق كبقع على الشمس، والتي نطلق عليها بذكاء اسم البقع الشمسية. وتزداد أعدادها بشكل كبير خلال ذروة الطاقة الشمسية.

نحن نقول إن هذه المناطق أكثر برودة، لكنها لا تزال شديدة الحرارة بالمعايير الأرضية. وفي العزلة سيكونون ساطعين مثل البدر؛ إنها تبدو داكنة بالمقارنة مع سطح الشمس. حيث يبلغ عرض معظم البقع بضعة آلاف من الكيلومترات، لكن بعضها يصبح ضخما، أكبر من حجم الأرض. فيمكن أن يكون أكبرها هائلاً، وأوسع عدة مرات من كوكبنا ويمكن رؤيته بالعين المجردة المحمية بشكل صحيح. (نظارات الكسوف.)

عندما تخترق هذه المجالات المغناطيسية الموضعية سطح الشمس، يمكنها رفع حلقات ضخمة من القوة المغناطيسية، وسحب المواد معها لتكوين أبراج متوهجة طويلة بشكل لا يصدق تسمى البروزات. ويمكن أن يصل ارتفاع بعضها إلى عشرات الآلاف من الكيلومترات، وجميعها مصبوغة باللون الأحمر بسبب وهج الهيدروجين الساخن. وكان العديد منها مرئيا خلال كسوف نيسان، ممتدا في السماء خلف ظل القمر الذي يحجب النجوم.

وعلى الرغم من بروزها، إلا أن هذه النوافير تعتبر ظواهر حميدة نسبيا. ومع ذلك، فإن المجالات المغناطيسية التي تشكلها يمكن أن تثير مخاطر حقيقية للغاية.

حيث تخزن خطوط المجال المتشابكة المنبعثة من البقع الشمسية كميات هائلة من الطاقة ويمكنها التفاعل والالتقاط وإعادة الاتصال لتحرير تلك الطاقة. وفي بعض الأحيان يكون حدثا بسيطا نسبيا، ولكن في أحيان أخرى يؤدي إطلاق الطاقة إلى تحفيز المزيد من الخطوط للانطباق وإعادة الاتصال، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الطاقة، وبالتالي يؤدي إلى سلسلة من الأحداث المحفزة.

فكر في الأمر مثل كيس من مصائد الفئران ينغلق أحدها ويدفع الكيس، مما يجعل الباقي ينفجرون مرارا وتكرارا، ويفرغون طاقتهم المخزنة بسرعة في حدث انفجاري واحد.

الآن تخيل أن كل واحدة من مصائد الفئران هذه تعادل بضع مئات الملايين من القنابل النووية الحرارية، وسوف تبدأ في الحصول على فكرة كيف أن نهاية العالم الأكثر عرقا في الخيال العلمي لا تقترب حتى من قوة الشمس توهج.

تطلق الشعلات الكبيرة أشعة سينية وأشعة غاما عالية الطاقة يمكن أن تلحق الضرر بالأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض؛ فعندما تضرب تلك الفوتونات الغلاف المعدني للمركبة الفضائية، فإنها تقذف سحبا من الإلكترونات مثل الشظايا، وتولد هذه الجزيئات سريعة الحركة نبضات قوية من الطاقة الكهرومغناطيسية التي تستهلك الأجهزة. وتعد مثل هذه التوهجات أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل مهندسي المركبات الفضائية يقومون بتقوية أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة ضد الإشعاع لمنعها من حدوث قصور.

تعتبر الانبعاثات الكتلية الإكليلية ، أو CMEs، أيضا من الظواهر الشمسية القوية بشكل يبعث على السخرية. فإذا كانت التوهجات الشمسية تشبه الأعاصير المحلية ولكن الشديدة فإن الانبعاث الإكليلي يشبه الأعاصير الأكبر بكثير. وهي لا تبعث الكثير من الضوء المرئي، لكنها تطلق ما يصل إلى مليار طن من الهيدروجين في الفضاء، وأحيانا بسرعة عدة آلاف من الكيلومترات في الثانية.

إذا تم توجيه أحدها نحو الأرض، فإنه يمكن أن يتفاعل مع المجال المغناطيسي الأرضي لكوكبنا، مما يسبب كل أنواع الخراب. فيمكن لضربة من الانبعاث الإكليلي أن توجه أعدادا هائلة من الإلكترونات نحو القطبين الشمالي والجنوبي، مما يؤدي إلى خلق شفق مذهل. ولكن التأثيرات الأخرى ليست جذابة للغاية فالتقلبات المفاجئة في المجال المغناطيسي يمكن أن تولد تيارات كهربائية قوية بشكل لا يصدق داخل الأرض. ويمكن أن تتغلب هذه على شبكاتنا الكهربائية وتتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع. حيث تسببت موجة CME العنيفة في عام 1989 في انقطاع التيار الكهربائي في كيبيك والذي استمر لعدة أيام.

نحن نطلق على التوهجات والانبعاث الإكليلي العواصف الشمسية، ويأخذها العلماء على محمل الجد. حيث حدثت أول عاصفة شمسية تم اكتشافها على الإطلاق، تسمى حدث كارينجتون ، في عام 1859 وكانت قوية بشكل لا يصدق فتسببت في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع والفوضى مع انفجار المحولات واصطدام الأقمار الصناعية. وفي عام 2012، اندلعت عاصفة هائلة من الشمس بقوة لا تقل عن تلك التي حدثت عام 1859 . ولحسن الحظ لم تكن موجهة نحو الأرض.

وفي حين أننا لسنا مستعدين لمثل هذا الحدث العالمي فإن تعزيز شبكة الكهرباء وجعلها أكثر لامركزية سيكون بداية جيدة والخبر السار هو أن علماء الفلك يدرسون الشمس بتفان شديد لفهمها بشكل أفضل. للتنبؤ بثوراتها حيث تقوم العديد من المراصد الفضائية، مثل مرصد الطاقة الشمسية والغلاف الشمسي، ومرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية، ومسبار باركر الشمسي، بمراقبة نجمنا على مدار 24 ساعة يوميا، ويرى مرصد دانييل ك. إينوي الشمسي الذي تم افتتاحه حديثا الشمس بتفاصيل غير مسبوقة، مما يمنحنا نظرة ثاقبة في هيكلها ونشاطها المغناطيسي.

توفر الشمس الضوء والدفء والحياة لنا على الأرض، ولكنها أيضا نجم كرة ضخمة من الغضب النووي الحراري والكهرومغناطيسي ومن المفيد لنا جميعا ألا ننسى ذلك أبدا.

مواقع