الشمس تخالف توقعات العلماء.. ماذا سيحدث للأرض؟

من بعيد، تبدو الشمس هادئة وسلمية في سماء النهار. ولكن عن قرب، إنها عرض متفجر وفوضوي للنشاط الشمسي لم يتوقعه علماء الفيزياء الفلكية حتى العام الماضي.

قال أندرو جيرارد، رئيس قسم ومدير مركز أبحاث الشمس والأرض في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا، لـ Business Insider: "لم نعتقد أن الشمس ستكون نشطة في هذه الدورة بالذات، لكن الملاحظات كانت معاكسة تمامًا".

تحدث الدورات الشمسية عادة كل 11 عامًا. خلال ذلك الوقت، تتأرجح الشمس بين الحدين الأدنى والأقصى للنشاط، مع بلوغ النشاط الأقصى ذروته في منتصف الدورة عندما تنقلب المجالات المغناطيسية للشمس.

كانت الدورة الشمسية الأخيرة من عام 2008 إلى عام 2019. نحن الآن في منتصف الدورة الشمسية الحالية ونقترب من أقصى نشاط مغناطيسي.

وكان النشاط المغناطيسي الشمسي المتزايد الذي نما على مدى السنوات العديدة الماضية، قويا، لدرجة أنه يخنق الطاقة في أعماق الشمس، ويمنعها من الوصول إلى السطح. ويتسبب هذا في ظهور جيوب أكثر برودة على سطح الشمس تظهر على شكل بقع داكنة، تُعرف بالبقع الشمسية.

يمكن لعلماء مثل جيرارد الحصول على فكرة عن مستويات النشاط الشمسي من خلال حساب البقع الشمسية. لقد وصلت إلى مستويات قياسية على مدار العام الماضي أو نحو ذلك.

في وقت سابق من هذا الشهر، أفادت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أن الملاحظات الأولية وجدت 299 بقعة شمسية ظهرت جميعها في غضون 24 ساعة - وهو أعلى سجل يومي للبقع الشمسية في أكثر من 22 عامًا إذا تم تأكيده، وفقا لتقرير ساينس ألرت.

إن تتبع البقع الشمسية مهم لأنها نقطة الصفر للانفجارات الشمسية القوية من الفئة X والانفجارات الضخمة التي تسمى القذف الكتلي الإكليلي. يمكن أن يشكل هذا تهديدًا للأرض، ما يتسبب في انقطاع التيار اللاسلكي وتعطل شبكة الكهرباء، وتعطيل الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وحتى دفع الأقمار الصناعية إلى السقوط من الفضاء.

لن تنتج جميع البقع الشمسية ثورانًا، وعندما يحدث ذلك، لا تشكل جميع الثورات تهديدًا لأنها قد تفوت الأرض، كما قال أليكس جيمس، عالم الفيزياء الشمسية بجامعة كوليدج لندن، لموقع بيزنس إنسايدر.

ومع ذلك، فإن تعلم التنبؤ بالعواصف الشمسية قبل الأوان يعد مجالًا مهمًا للبحث الجاري لأنه قد يمنحنا المزيد من الوقت للاستعداد، كما قال جيمس.

التوهجات الشمسية من الفئة X والقذف الكتلي الإكليلي جميلة للمشاهدة. ولكن عندما تنفجر، فإنها تقذف جزيئات عالية الطاقة إلى الفضاء بسرعات تتجاوز 1000 ميل في الساعة. إذا كانت الأرض في الطريق، فهناك فرصة لتفاعل هذه الجزيئات مع المجال المغناطيسي لكوكبنا والغلاف الجوي العلوي، ما يتسبب في عواصف جيومغناطيسية.

يمكن للعواصف الجيومغناطيسية أن تشعل الشفق القطبي الشمالي والجنوبي الجميلين. وقد بدأت هذه العروض الملونة في الظهور جنوبًا أكثر من المعتاد. ويرجع ذلك إلى زيادة نشاط الشمس.

لكن تلك الجسيمات عالية الطاقة تشبه أيضًا العفاريت الصغيرة التي يمكن أن تسبب كل أنواع الفوضى في الانبعاثات الراديوية عالية التردد التي تعتمد عليها الجيوش وشركات الطيران وأنظمة تحديد المواقع العالمية، كما قال جيرارد.

منذ يناير، تسببت العواصف الجيومغناطيسية في انقطاعات الراديو في أربع قارات: أمريكا الشمالية والجنوبية وأوروبا وأفريقيا.

يمكن أن يؤدي هذا إلى تعطل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مؤقتًا. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى انقطاع التيار الكهربائي بالإضافة إلى الرحلات الجوية الأرضية وتأخير الرحلات الجوية لأن إدارة الطيران الفيدرالية لن تسمح للطائرات بالتحليق بدون اتصالات لاسلكية وأقمار صناعية.

وهناك مصدر قلق آخر يتعلق بالمركبات الفضائية. قال جيرارد: "إذا كان هناك قذف كتلة إكليلي، وإذا وصلت تلك المادة إلى الأرض، فسيؤدي ذلك إلى زيادة الكثافة في الغلاف الجوي العلوي للأرض. وهذا من شأنه أن يخلق المزيد من السحب، والمزيد من السحب سيؤدي إلى إسقاط المركبات الفضائية".

في فبراير 2022، ساهمت عاصفة جيومغناطيسية في سقوط 38 قمرًا صناعيًا من ستارلينك من المدار. كانت الأقمار الصناعية في مدار انتقالي منخفض ولم تصل بعد إلى وجهتها النهائية.

يشتبه العلماء في أن المدار المنخفض اجتمع مع عاصفة جيولوجية، ما تسبب في سقوطها من الفضاء واحتراقها في الغلاف الجوي للأرض.

وفي مايو الماضي، أدت أكبر عاصفة جيومغناطيسية تصل إلى الأرض في عقدين من الزمان إلى تدهور الخدمة من ستارلينك. لم يسقط أي قمر صناعي من المدار خلال تلك العاصفة.

ومن المتوقع أن يستمر نشاط الشمس في الزيادة حتى تصل إلى مستويات ذروة النشاط، والتي يسميها العلماء الحد الأقصى للنشاط الشمسي.

قال جيمس: "تشير التوقعات الحالية إلى أن الحد الأقصى للنشاط الشمسي سيحدث في النصف الثاني من عام 2025، لكننا لن نعرف حقًا متى حدث الحد الأقصى الحقيقي إلا بعد أن يبدأ النشاط في الانخفاض مرة أخرى".

ورغم أن من المتوقع أن يكون الحد الأقصى للنشاط الشمسي في هذه الدورة أقوى مما توقعه العلماء في البداية، إلا أنه "يبدو متوسطًا إلى حد ما في سياق أكثر تاريخية"، كما قال ماثيو أوينز، أستاذ فيزياء الفضاء في جامعة ريدينج.

ومع ذلك، قال جيمس، إننا على الأرجح أكثر عرضة لتأثيرات الحد الأقصى للنشاط الشمسي الآن أكثر من أي وقت مضى بسبب اعتمادنا المتزايد على تكنولوجيا الأقمار الصناعية.