وبينما نجحت الأرض في النجاة من العاصفة الشمسية القوية التي حدثت نهاية الأسبوع الماضي، حذر الخبراء من أن الانفجارات الأكثر قوة قد تستمر في ضربها حتى عام 2025.
قال عالم فيزياء فلكية بجامعة هارفارد لموقع DailyMail.com إن الشمس لم تصل بعد إلى “الحد الأقصى للطاقة الشمسية”، وهي النقطة الأكثر نشاطًا في دورتها الشمسية المتكررة التي تبلغ 11 عامًا، حيث يؤدي الاضطراب الأكبر إلى زيادة إجمالي إنتاج طاقة الشمس.
سيأتي هذا “الحد الأقصى” أخيرًا في حرارة الصيف في العام المقبل: يوليو 2025.
وقال الدكتور جوناثان ماكدويل لموقع DailyMail.com: “يمكننا بسهولة أن نواجه عواصف أكبر بكثير خلال العام أو العامين المقبلين”.
نتجت “الظروف المغناطيسية الأرضية المتطرفة (G5)” للعاصفة الشمسية التي حدثت في نهاية الأسبوع الماضي عن اضطراب على سطح الشمس، وهو “بقعة شمسية”، كان أكبر من الاضطراب الشمسي الذي أنتج حدث كارينغتون الشهير عام 1859.
أدت عاصفة كارينغتون الشمسية إلى إشعال النيران في أسلاك التلغراف، وقطع الاتصالات في جميع أنحاء العالم، وحتى تعطيل بوصلات السفن – ويتوقع خبراء الطقس الفضائي أن الضربة المباشرة من العواصف الشمسية الأكبر القادمة قد تكون أسوأ.
وبينما نجحت الأرض في الصمود في وجه العاصفة الشمسية التاريخية التي حدثت نهاية الأسبوع الماضي، يحذر الخبراء من أن خطر حدوث انفجارات أقوى سيستمر في التزايد حتى يوليو 2025. وقال عالم الفيزياء الفلكية جوناثان ماكدويل لموقع DailyMail.com: “يمكننا بسهولة أن نواجه عواصف أكبر بكثير خلال العام أو العامين المقبلين”.
قال الدكتور ماكدويل: «إنه بالتأكيد وقت مخيف بالنسبة لمشغلي الأقمار الصناعية».
في “الحد الأدنى الشمسي” لعام 2019، كان عدد البقع الشمسية المرئية على سطح الشمس صفرًا فعليًا، ولكن عند الحد الأقصى القادم في يوليو 2025، قدر المركز الوطني الأمريكي للتنبؤ بالطقس الفضائي أنه قد يكون هناك ما يصل إلى 115 بقعة شمسية.
تنتج هذه المناطق الكثيفة مغناطيسيًا من الاضطراب على السطح الشمسي توهجات شمسية وثورانات بلازما أقوى من “القذف الكتلي الإكليلي” (CME).
في حين أن هذه الدورة الشمسية التي تستمر 11 عامًا لا ترفع سوى إجمالي الإشعاع الصادر من الشمس بنسبة صغيرة خادعة تبلغ 0.1%، فإن هذا الفائض يتركز بشكل كبير في نشاط البقع الشمسية.
وقد تم توثيق هذه الزيادات التي تصل إلى 173000 تيراواط (تريليونات واط) من الطاقة الشمسية التي تضرب الأرض باستمرار، لتعطيل الأقمار الصناعية، وتعتيم الاتصالات اللاسلكية، والتداخل مع شبكة الكهرباء.
ولكن حتى قبل المرحلة الأكثر نشاطًا في العام المقبل، حيث يمكن أن تجد الأرض نفسها بسهولة في خط النار من البقع الشمسية المتعددة على مدار صيف عام 2025، لا يزال هناك ضغط مستمر على البنية التحتية للأقمار الصناعية في العالم – فقط من إشعاع الشمس المرتفع مع اقترابها. الحد الأقصى للطاقة الشمسية.
وقال الدكتور ماكدويل لموقع DailyMail.com: “على مدى الأشهر القليلة الماضية، حتى بدون العواصف الشمسية، كان معدل السحب على هابل (التلسكوب الفضائي) أكبر بعشر مرات عما كان عليه خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية”.
وأوضح أن “هذه العواصف الشمسية، على الرغم من أنها مثيرة، إلا أنها في الواقع جزء فقط من قصة الأقمار الصناعية”.
“هذه الفترة بأكملها من السنوات القليلة المقبلة سوف تسحب الأقمار الصناعية إلى الأسفل أكثر بكثير من معظم العقد الماضي.”
وصلت البقع الشمسية AR3664، التي أطلقت مشاعل في نهاية الأسبوع الماضي، إلى حجم يتنافس الآن مع البقع الشمسية المسؤولة عن حدث كارينغتون سيئ السمعة عام 1895 – والذي أدى إلى اشتعال النيران في أسلاك التلغراف، وإيقاف الاتصالات الدولية
عطلت العاصفة الشمسية المغناطيسية الأرضية G5 يوم الجمعة الماضي الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمزارعين وأوقفت معدات الزراعة في جميع أنحاء الغرب الأوسط الأمريكي.
وقال أحد المزارعين، كيفن كيني، لـ 404 Media في نهاية الأسبوع الماضي: “جميع الجرارات موجودة في نهايات الحقل مغلقة الآن بسبب العاصفة الشمسية”. “لا يوجد نظام تحديد المواقع.”
وقال باتريك أوكونور، الذي يمتلك مزرعة على بعد 90 دقيقة بالسيارة جنوب مينيابوليس، لصحيفة نيويورك تايمز: “لم أتعامل مع أي شيء مثل هذا من قبل”.
كما شعرت بعض التأثيرات أيضًا على منصات علم الفلك المداري التي يعرفها الدكتور ماكدويل أكثر، لكنه يعتقد أن المخاطر الأكبر ما زالت قادمة.
قال الدكتور ماكدويل: “كانت لدينا – كما تعلمون، كان الشفق جميلًا، وكانت عاصفة كبيرة – لكنها بالتأكيد لم تكن أكبر عاصفة مسجلة أو أي شيء من هذا القبيل”.
مع قيام الجزيئات النشطة من العاصفة الشمسية بتسخين الغلاف الجوي العلوي للأرض في نهاية هذا الأسبوع، ولدت الحرارة سماكة في الهواء – لا تختلف عن الطريقة التي يبدو بها الهواء أكثر سمكًا في الساونا – مما يضيف “السحب” إلى الحركات المدارية للأقمار الصناعية.
اكتشف علماء الفلك أن تلسكوب هابل الفضائي من المرجح أن ينهي دورة حياته في وقت أقرب قليلاً، وذلك بفضل السحب الناتج عن العاصفة الشمسية.
على الرغم من أن هابل مستقر نسبيًا في مداره، إلا أنه يمكن اعتبار هذا المسار بمثابة “سقوط حر” طويل متصاعد لا محالة إلى الأرض، وقال الدكتور ماكدويل إن معدل هابل وتضاعف الاضمحلال المداري “حوالي 80 مترا يوميا بدلا من 40 مترا يوميا” بسبب العاصفة نهاية الأسبوع الماضي.
وقال الدكتور ماكدويل لموقع DailyMail.com: «لديك تأثيرات متعددة».
“لديك السحب المتزايد.” لقد زادت الإشعاع. لديك خطر متزايد للإصابة بتفريغ الكهرباء الساكنة على مركبتك الفضائية.
وأشار عالم الفيزياء الفلكية إلى أن “مراقبي المهمة يكونون على حافة مقاعدهم خلال عاصفة شمسية أكثر قليلاً مما هم عليه في اليوم العادي”.
يعمل الدكتور ماكدويل مع تلسكوب تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا (أعلاه)، والذي تم إطلاقه في عام 1999 لجمع انبعاثات الأشعة السينية الصادرة عن النجوم المنفجرة وعناقيد المجرات البعيدة والثقوب السوداء التي تدور حول المادة. قام فريق شاندرا بإغلاق القمر الصناعي جزئيًا لمواجهة العاصفة الشمسية
يعمل الدكتور ماكدويل مباشرة مع مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا، والذي تم إطلاقه في مدار بعيد على بعد 86500 ميل في عام 1999، لجمع انبعاثات الأشعة السينية من النجوم المنفجرة وعناقيد المجرات البعيدة والثقوب السوداء التي تدور حول المادة.
وقال: “خلال عطلة نهاية الأسبوع، اتخذنا بعض الاحتياطات اللازمة لإنقاذ بعض أدواتها لتكون محمية بشكل أفضل ضد هجمة العاصفة”.
وأوضح الدكتور ماكدويل: “يتم إغلاق بعض الأجزاء لتقليل خطر حدوث ماس كهربائي وأضرار كهربائية لشاندرا، ولكن ليس المركبة الفضائية بأكملها”.
“لقد فقدنا أقمارًا صناعية باهظة الثمن في العواصف الشمسية في الماضي.”
ووفقا لعرض قدمته وكالة ناسا حول العواصف الشمسية، فقد أدى حدث عام 1994 إلى حدوث أعطال كهربائية في ثلاثة أقمار صناعية، وقمر اتصالات Intelsat K من شركة لوكهيد مارتن الأمريكية للمقاولات الدفاعية، وقمرين صناعيين كنديين من نوع Anik.
وفي حين تم استعادة اثنين من الأقمار الصناعية جزئيا، فُقد واحد دون أن يترك أثرا.
وقال العرض التقديمي لوكالة ناسا: “إن مهندسي وعلماء الأقمار الصناعية حذرون في الاعتراف بأن الشمس هي المسؤولة في النهاية عندما تكون مئات الملايين من الدولارات على المحك، ويمكن أن تنجم الدعاوى القضائية عن إجابات خاطئة”.
في الوقت الحالي، الطريقة التنبؤية الوحيدة التي يستخدمها خبراء الطقس الفضائي للتنبؤ بالوقت الذي من المحتمل أن تضرب فيه عاصفة شمسية كبيرة هي تتبع مسار البقع الشمسية.
قال الدكتور ماكدويل: “إذا شاهدت البقعة الشمسية وهي تدور حول الشمس، والتي نسميها “المنطقة النشطة”، يمكنك أن تقول: “أوه، إنني أرى تلك البقعة الشمسية، وستكون مواجهة للأرض في يومان.' لذا، إذا حدث التجشؤ، فقد نكون في مشكلة.
ما هي الدورة الشمسية؟
الشمس عبارة عن كرة ضخمة من الغاز الساخن المشحون بالكهرباء الذي يتحرك ويولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا.
ويمر هذا المجال المغناطيسي بدورة تسمى الدورة الشمسية.
كل 11 عامًا أو نحو ذلك، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس تمامًا، مما يعني أن قطبي الشمس الشمالي والجنوبي يتبادلان أماكنهما.
تؤثر الدورة الشمسية على النشاط على سطح الشمس، مثل البقع الشمسية التي تنتج عن المجالات المغناطيسية للشمس.
كل 11 عامًا، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس، مما يعني أن القطبين الشمالي والجنوبي للشمس يتغيران في أماكنهما. تؤثر الدورة الشمسية على النشاط على سطح الشمس، مما يؤدي إلى زيادة عدد البقع الشمسية خلال المراحل الأقوى (2001) مقارنة بالمراحل الأضعف (1996/2006)
إحدى طرق تتبع الدورة الشمسية هي حساب عدد البقع الشمسية.
بداية الدورة الشمسية هي الحد الأدنى للطاقة الشمسية، أو عندما يكون لدى الشمس أقل عدد من البقع الشمسية. وبمرور الوقت، يزداد النشاط الشمسي – وعدد البقع الشمسية.
منتصف الدورة الشمسية هو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، أو عندما يكون لدى الشمس أكبر عدد من البقع الشمسية.
ومع انتهاء الدورة، تتلاشى مرة أخرى إلى الحد الأدنى للطاقة الشمسية ثم تبدأ دورة جديدة.
وتزداد أيضًا الانفجارات العملاقة على الشمس، مثل التوهجات الشمسية والانبعاث الكتلي الإكليلي، خلال الدورة الشمسية.
ترسل هذه الانفجارات دفعات قوية من الطاقة والمواد إلى الفضاء والتي يمكن أن يكون لها تأثيرات على الأرض.
على سبيل المثال، يمكن أن تسبب الانفجارات أضواء في السماء، تسمى الشفق القطبي، أو تؤثر على الاتصالات اللاسلكية وشبكات الكهرباء على الأرض.