تأثير الشمسية: عواصف مغناطيسية قوية قد تظهر قريبًا

ظهور الشفق القطبي بسبب النشاط الشمسي

قد تظهر الشفق الملون مرة أخرى قريبًا فوق أجزاء من الولايات المتحدة - بما في ذلك الولايات الشمالية وولايات الغرب الأوسط العليا من نيويورك إلى أيداهو - بسبب عاصفة شمسية قد تؤثر على الأرض، وفقًا لمركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي.

العاصفة الجيومغناطيسية G2 وتأثيرها

وقد أصدر المركز، وهو قسم من دائرة الأرصاد الجوية الوطنية، مراقبة حديثة للعاصفة الجيومغناطيسية الأرضية، المعروفة باسم G2، ليومي الجمعة والسبت. على عكس G5، أو العاصفة الجيومغناطيسية الأرضية الشديدة التي حدثت في 10 مايو، فإن ساعات العاصفة المعتدلة ليست غير شائعة، وفقًا للمركز.

التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية

لكن التوهجات الشمسية المسببة للشفق القطبي والانبعاثات الكتلية الإكليلية التي تنفث حاليًا من الشمس هي نتيجة لنفس البقع الشمسية التي أثارت النشاط الشمسي في شهر مايو، وفقًا للدكتور ريان فرنش، عالم الفيزياء الشمسية في المرصد الوطني للطاقة الشمسية في بولدر، كولورادو.

والانبعاثات الكتلية الإكليلية هي سحب كبيرة من الغازات المتأينة التي تسمى البلازما والمجالات المغناطيسية التي تنفجر من الغلاف الجوي الخارجي للشمس. وعندما تتوجه هذه الانفجارات إلى الأرض، يمكن أن تسبب عواصف مغناطيسية أرضية أو اضطرابات كبيرة في المجال المغناطيسي للأرض.

الذروة الشمسية وتأثيرها على النشاط الشمسي

وعندما تقترب الشمس من الذروة الشمسية القصوى - وهي الذروة في دورتها التي تستمر 11 عاماً، والمتوقعة هذا العام - تصبح أكثر نشاطاً، وقد لاحظ الباحثون توهجات شمسية متزايدة الشدة تندلع من الجرم السماوي الناري.

كيف تتشكل الأضواء الملونة في السماء

ويسبب النشاط الشمسي المتزايد شفقًا يتراقص حول قطبي الأرض، ويُعرف باسم الشفق القطبي الشمالي أو الشفق القطبي والشفق الجنوبي أو الشفق القطبي. عندما تصل الجسيمات المفعمة بالطاقة من المقذوفات الكتلية الإكليلية إلى المجال المغناطيسي للأرض، فإنها تتفاعل مع الغازات في الغلاف الجوي لتخلق أضواء ملونة مختلفة في السماء.

وتدور الشمس حول محورها مرة كل 27 يوماً، وهو ما عرفه العلماء من خلال تتبع البقع الشمسية. هذه المناطق المظلمة، التي يمكن أن يصل حجم بعضها إلى حجم الأرض أو أكبر، مدفوعة بالمجالات المغناطيسية القوية والمتغيرة باستمرار للنجم.

ولادة العواصف الشمسية وتأثيراتها

وقد نجت التجمعات الكبيرة والمعقدة من البقع الشمسية على سطح الشمس التي أدت إلى زيادة النشاط الشمسي في شهر مايو/أيار من دورانها حول الشمس. وتمكنت بعثة Solar Orbiter التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، التي تدرس حالياً الجانب الخلفي للشمس، من مراقبة تقدم البقع الشمسية بينما كانت بعيدة عن أنظار التلسكوبات الأرضية.

والآن، تعود البقع الشمسية إلى الجانب المواجه للأرض من الشمس، مما يعني أن فرص ظهور عروض شفقية مبهرة قد تزداد خلال الأسبوع المقبل، كما يقول الخبراء.

دورة حياة مجموعات البقع الشمسية

قال فرنش إنه في حين أنه من المعتاد أن تبقى مجموعات البقع الشمسية على قيد الحياة من دورتين إلى ثلاث دورات حول الشمس، إلا أنها عادة ما تضمحل بعد دورة واحدة وتصبح أقل نشاطًا.

وقال إن مجموعة البقع الشمسية التي تعود الآن لا تزال قادرة على إنتاج توهجات من الفئة X، وهي أكبر التوهجات الشمسية، ولكن يبدو أن تواترها قد انخفض.

رصد فرينش توهجين من الفئة X في اليوم الواحد لمدة ستة أيام تقريباً في مايو.

تواتر التوهجات الشمسية من الفئة X

وقال فرينش: "ربما تكون هذه هي أعلى مجموعة من التوهجات الشمسية من الفئة X التي شهدناها منذ عقدين من الزمن". "يبدو أن هذه الدورة الشمسية الحالية أكثر نشاطًا من ذروة عام 2014، ولكنها ليست نشطة مثل ذروة عام 2003."

والآن، تنتج البقع الشمسية توهجات كل يومين، لذا فقد انخفض التردد، وانخفض تعقيد مجموعة البقع الشمسية، كما قال فرينش.

ومن المتوقع أن تلتقط الأرض "فقط حافة" الانبعاث الكتلي الإكليلي الذي هو في طريقه حالياً، كما قال فرينش.

وقال فرينش إن البقع الشمسية ستواجه الأرض بطريقة أكثر مباشرة بين الثلاثاء والخميس.

متى يجب ترقب الشفق القطبي؟

وقال فرينش: "أي ثوران أكبر خلال تلك الفترة، وبضعة أيام خارج تلك النافذة، يمكن أن يتسبب في ثوران يتجه في طريقنا وقد يتسبب ذلك في حدوث عاصفة مغناطيسية أرضية". "يتناقص تواتر الأشياء، لكنك تحتاج إلى واحد فقط للتسبب في عاصفة جيومغناطيسية أرضية كبيرة. وأعتقد أنه من المستبعد أن تكون تلك العاصفة كبيرة بما يكفي لإحداث شيء مماثل لما رأيناه في منتصف مايو".

وقال فرينش إن ترقبوا الشفق خلال تلك الفترة من الثلاثاء إلى الخميس وكذلك بعد أيام قليلة من ذلك. يمكن أن تكون الشفق مرئية للملايين، لكن المواقع تعتمد على ما إذا كان هناك أي مقذوفات كتلية إكليلية تؤثر على الأرض.

الدروس المستفادة من العواصف الشمسية

وعادة ما تعلن لجنة من الخبراء عن ذروة الحد الأقصى الشمسي بعد مرور فترة طويلة من مرورها، لذلك لا يمكن للعلماء تحديد ما إذا كان الحد الأقصى الشمسي يحدث الآن. ولكن من المتوقع أن تزداد فرصة حدوث نشاط شمسي خلال العامين المقبلين، كما قال فرينش.

وقال شون دال، منسق الخدمة في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي: "الأمر المتعلق بالدورات الشمسية هو أنها في بعض الأحيان يكون لها نوع من الذروة المزدوجة". "في بعض الأحيان، يبلغ نصف الكرة الجنوبي (للشمس) أو نصف الكرة الشمالي ذروته أولاً."

وبالقرب من ذروة الذروة الشمسية، تميل البقع الشمسية إلى التجمع حول خط الاستواء. وأشار دال إلى أن مجموعات البقع الشمسية التي كانت نشطة خلال الشهر الماضي كانت في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي للشمس.

وفي حين يمكن للعلماء تتبع مجموعات البقع الشمسية النشطة، يمكن أن تظهر مجموعات أخرى في أي وقت خلال الفترة التي تسبق الحد الأقصى للطاقة الشمسية.

وقال دال: "يمكن أن تظهر مجموعة بقع شمسية جديدة أمامنا مباشرة". "ليس لدينا أي طريقة لمعرفة أن ذلك على وشك الحدوث حتى نراها. هذه هي الطريقة التي ستسير بها الأمور على مدار هذا العام وحتى العام المقبل وحتى عام 2026."

عاصفة 10 مايو وتأثيرها التاريخي

كانت عاصفة 10 مايو عاصفة تاريخية، لكن لحسن الحظ لم تصل إلى مستوى عاصفة كارينغتون عام 1859، والتي تسببت في اشتعال محطات التلغراف واشتعال النيران فيها، وتظل العاصفة المغناطيسية الأرضية الأكثر شدة التي تم تسجيلها على الإطلاق.

قبل 10 مايو، حدثت آخر عاصفة من عواصف G5 التي ضربت الأرض في عام 2003، مما أدى إلى انقطاع التيار الكهربائي في السويد وإتلاف محولات الطاقة في جنوب أفريقيا.

وقال دال إنه منذ ذلك الحين، اتخذت الحكومات تدابير من خلال التشريعات والأبحاث والعمليات للتخفيف من الآثار السلبية المحتملة للعواصف الشمسية.

استعداد الحكومات لمواجهة العواصف الشمسية

وقال دال إن العاصفة الشمسية التي حدثت في 10 مايو كانت العاصفة الشمسية في 10 مايو أكثر العواصف الجوية الفضائية نجاحاً في التخفيف من آثارها في التاريخ.

وقال: "كل هذا العمل والتحضير أدى إلى هذه اللحظة، ولم يكن من الممكن أن تكون الأمة أكثر استعدادًا لعاصفة طقس الفضاء".

التأثيرات المحتملة للعواصف الشمسية على البنية التحتية

مع مثل هذه الأحداث، هناك دائماً احتمال أن تتأثر الاتصالات وشبكة الطاقة الكهربائية والملاحة وعمليات الراديو والأقمار الصناعية. خلال عاصفة 10 مايو، حافظ مشغلو شبكة الطاقة الكهربائية والأقمار الصناعية على ترتيب الأقمار الصناعية في المدار بشكل صحيح وتمكنوا من إدارة تراكم التيارات المغناطيسية الأرضية الشديدة على أنظمة الشبكة.

يمكن أن تتسبب العواصف الشمسية الشديدة في تضخم الغلاف الجوي للأرض، مما يغير من مستوى السحب الذي تتعرض له الأقمار الصناعية، وبالتالي يصعب على المشغلين إبقاءها ضمن مساراتها المحددة، وفقاً لوكالة الفضاء الأوروبية.

وقال دال: "كان هناك الكثير من التأثيرات التي لن يسمع عنها الناس لأنه تم تخفيف الأمور بنجاح حيث لم نشهد تأثيرات مباشرة بنفس القدر".