اكتشف الباحثون وجود علاقة بين المجال المغناطيسي للشمس ودورات البقع الشمسية، متوقعين أن ذروة الدورة الشمسية الحالية أصبحت وشيكة. يعد هذا الاكتشاف أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ بالطقس الفضائي ويمثل تقدمًا كبيرًا في فهم ديناميكيات الطاقة الشمسية.
اكتشف باحثون في المركز الهندي للأبحاث المتقدمة في علوم الفضاء التابع للمعهد الدولي لعلوم الفضاء في كولكاتا، رابطًا جديدًا بين المجال المغناطيسي للشمس ودورات البقع الشمسية. يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف في التنبؤ بذروات النشاط الشمسي. ووفقا لأبحاثهم، من المتوقع أن تحدث ذروة الدورة الشمسية 25، الجارية حاليا، قريبا، ربما في وقت مبكر من العام المقبل. تم نشر نتائجهم في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل.
يتكون نجمنا، الشمس، من غاز ساخن متأين يسمى البلازما. يشكل تدفق البلازما الضخم والحمل الحراري معًا مجالًا مغناطيسيًا داخل الشمس، والذي يظهر كبقعة داكنة على السطح. ويبلغ حجم هذه البقع الشمسية حجم الأرض تقريبًا، وهي موطن لمجال مغناطيسي قوي، أقوى بحوالي 10000 مرة من المجال المغناطيسي للأرض.
في بعض الأحيان، يتعطل المجال المغناطيسي للبقع الشمسية بسبب أحداث عنيفة، مما ينتج عنه عواصف مغناطيسية شمسية، مثل التوهجات أو الانبعاثات الكتلية الإكليلية. تطلق هذه العواصف إشعاعات عالية الطاقة، مما يؤدي إلى إلقاء كميات كبيرة من البلازما الممغنطة في الفضاء الخارجي. يمكن لأقوى العواصف المغنطيسية الأرضية أن تلحق الدمار بالأقمار الصناعية وشبكات الطاقة والاتصالات السلكية واللاسلكية التي تدور حولها.
أظهرت قرون من الملاحظات التي بدأت في أوائل القرن السابع عشر أن عدد البقع الشمسية المرصودة على الشمس يختلف بشكل دوري. كل 11 عامًا تقريبًا، يصل عدد البقع الشمسية وكثافة النشاط الشمسي إلى ذروتها، عندما يُتوقع أن تتعرض البيئة الفضائية الكوكبية (أو الطقس الفضائي) لأشد الاضطرابات. ومع ذلك، كان من الصعب التنبؤ بموعد حدوث هذه الذروة.
يتم إنشاء الدورات الشمسية بواسطة آليات ديناميكية مدفوعة بطاقة تدفق البلازما داخل الشمس. ومن المفهوم أن هذه الآلية الديناميكية تتضمن مكونين رئيسيين للمجال المغناطيسي الشمسي، أحدهما يتجلى في دوران البقع الشمسية، والآخر يتجلى في إعادة تدوير المجال المغناطيسي ثنائي القطب واسع النطاق للشمس؛ وهذا الأخير يشبه إلى حد كبير المجال المغناطيسي للأرض، حيث يمتد من أحد قطبي الشمس إلى القطب الآخر. ومع دورة البقع الشمسية، تضعف أيضًا قوة المجال ثنائي القطب للشمس، ويتبادل القطبان المغناطيسيان الشمالي والجنوبي مواقعهما، مرة أخرى كل 11 عامًا.
تأثير فالدماير والاكتشافات الجديدة
في عام 1935، اكتشف عالم الفلك السويسري ماكس فالدماير أنه كلما زادت سرعة ظهور دورة البقع الشمسية، زادت كثافتها، وبالتالي كلما قصر الوقت الذي تستغرقه دورة البقع الشمسية الأقوى لترتفع إلى ذروة شدتها. غالبًا ما يتم استغلال هذه العلاقة للتنبؤ بكثافة دورة البقع الشمسية بناءً على ملاحظات مرحلة الصعود المبكرة للبقع الشمسية.
نشر بريانش جاسوال وتشيتراديب ساها وديبيندو ناندي من معهد IISER في كولكاتا مخطوطة بحثية في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (الإشعارات الشهرية لرسائل الجمعية الفلكية الملكية) تفيد باكتشاف علاقة جديدة يرتبط فيها معدل تراجع المجال المغناطيسي ثنائي القطب الشمسي أيضًا بمعدل ارتفاع دورة البقع الشمسية المستمرة.
ويكمل هذا الاكتشاف، الذي يعتمد على عقود من أرشيف البيانات من مراصد شمسية أرضية متعددة حول العالم، تأثير فالدماير، الذي يربط بين مكوني المجال المغناطيسي الرئيسيين للشمس، ويدعم النظرية القائلة بأن تطور البقع الشمسية لا ينفصل عن عملية العمليات الديناميكية الشمسية وليس مجرد عرض لها.
لقد أظهر العلماء كيف يمكن دمج عمليات رصد معدل تراجع المجال المغناطيسي ثنائي القطب للشمس بشكل فعال مع عمليات رصد البقع الشمسية للتنبؤ بموعد وصول الدورة المستمرة إلى ذروتها. ويظهر تحليلهم أن الحد الأقصى للدورة الشمسية 25 من المرجح أن يحدث في أوائل عام 2024، مع استمرار عدم اليقين حتى سبتمبر 2024.
ويفتح هذا الاكتشاف نافذة جديدة للتنبؤ بتوقيت ذروة الدورة الشمسية، حيث من المتوقع أن يكون النشاط الشمسي هو الأكثر كثافة وتكون اضطرابات الطقس الفضائي أكثر تكرارا.