سقوط أقمار صناعية وانقطاعات راديوية في قارتين.. ما الذي يحدث للشمس هذه الأيام؟

شادي عبد الحافظ

لعلك سمعت أخبارا غريبة بعض الشيء عن الشمس خلال الأسابيع القليلة الفائتة، أحدها (1) مثلا يقول إن 17 انفجارا شمسيا متتاليا وقعت مؤخرا في البقعة الشمسية رقم 2975، اثنان من هذه الانفجارات كانا باتجاه الأرض، مما يُبشِّر بقدوم عاصفة جيومغناطيسية قوية قادمة خلال أيام، مع تحذيرات من مشكلات تقنية متنوعة.

كان ذلك في 30 مارس/آذار الماضي، ولم يكد يهدأ الأمر حتى أُعلن في 11 إبريل/نيسان (2) أن بقعة شمسية أخرى قد انفجرت، مما أدى إلى طرد هائل لمواد شمسية متجهة ناحية الأرض. هذه المرة كانت البقعة تحمل الرقم 2987، وقد طردت كرات متفجرة من المواد الشمسية، وصلت بالفعل إلى كوكبنا الأنيس يوم 14 إبريل/نيسان.

أما الخبر الأخير فقد ظهر يوم 25 إبريل/نيسان، حينما أعلنت منصة “سبيس ويزر”(3) أن اضطرابا شمسيا هائلا تسبَّب في عدد من الانقطاعات بالاتصالات الراديوية في قارتَيْ آسيا وأستراليا، الأمر الذي أثار رعبا من الأخبار المتتالية عن النشاط الشمسي المتأجج هذه الأيام، وإمكانية تأثيره على حياة البشر. هذه المرة تعلَّق الأمر بالبقعة الشمسية رقم 2993 التي شهدت انفجارا متوسط الحجم لكنه كان مؤثرا إلى هذا الحد.

صورة للشمس التقطها كاتب التقرير صباح 26 إبريل/نيسان، تأمل البقع الثلاثة بالأعلى، أكبرها هي البقعة رقم 2993 التي تسبَّبت في انقطاعات الراديو.
وربما تتذكر أنه في 8 فبراير/شباط الفائت، أعلنت شركة (4) “سبيس إكس” (SpaceX) عن سقوط أكثر من 40 قمرا صناعيا تابعا لمشروع “ستارلينك” من مداره في الفضاء إلى الأرض، وذلك بعد 5 أيام فقط من إطلاقها، بسبب عاصفة جيومغناطيسية قوية ارتبطت بانفجار هائل على سطح الشمس أطلق نحو مليار طن من الجسيمات المشحونة إلى الفضاء باتجاه الأرض.

ما الذي يحدث للشمس؟
حسنا، لفهم الأمر دعنا نبدأ من الصفر. على سطح الشمس، تبلغ درجة الحرارة نحو 6000 درجة مئوية، وفي باطنها تصل إلى 27 مليون درجة. بسبب تلك الحرارة الشديدة فإن الشمس تتكوَّن من “البلازما”، وهي صورة للمادة تنسلخ فيها الإلكترونات عن الذرات وتسبح بحرية. تمتلك هذه البلازما صفات خاصة جدا، أهمها قدرتها الواسعة على توصيل الكهرباء، وإنتاج المجالات المغناطيسية والتفاعل معها بسهولة.

أحد الأشكال التي تتخذها البلازما على سطح الشمس هي تلك الحلقات الهائلة ذات المنظر الآسِر التي تُسمى بـ”الوهج الشمسي” (Solar prominence)، وهي ضخمة لدرجة أن الواحدة منها قد تسع أكثر من ثلاث كرات بحجم كوكب الأرض. لفهم كيفية تكوُّن تلك الحلقات دعنا نضرب مثالا. أثناء الغليان، تكون الأجزاء الداخلية للماء أسخن من السطح، و”أسخن” تعني “أقل كثافة”، لذلك تصعد للأعلى، وفي المقابل تنزل أجزاء الماء الباردة للأسفل، فتصبح أسخن بينما تبرد الأجزاء التي صعدت قبل قليل، لتتكرَّر العملية نفسها من جديد. في الشمس يحدث شيء شبيه، تتنقل البلازما بين طبقات النجم العليا في حركة مستمرة، حينما تصعد تيارات البلازما للأعلى تبرد، فتصبح أثقل من التيارات السفلى، بالتالي تعود من جديد للأسفل وتصعد مكانها تيارات أسخن، وهكذا.

لاحظ الوهج الشمسي الهائل
يشبه كل تيار من تيارات البلازما المنتقلة بين طبقات الشمس العليا مغناطيسا له قطب شمالي وآخر جنوبي وبينهما حلقات مغناطيسية. لتقريب الأمر، ربما عليك تأمُّل حلقات برادة الحديد التي تنشأ عند وضع مغناطيس على ورقة بيضاء.

لكن ما يحدث في بعض الأحيان هو أن بعض تلك الحلقات تتشابك معا، وتكون قوية كفاية بحيث تمنع البلازما من النزول للأسفل كالمعتاد، بالتالي ستبرد البلازما مقارنة بسطح الشمس المحيط صانعة ما نسميه5 “بقعا شمسية” (Sun Spots)، وهي مناطق درجات حرارتها أقل من بقية سطح الشمس، ورغم أن تلك المناطق تظل مرتفعة الحرارة، فإن فارق الإشعاع بينها وبين محيطها يتسبَّب في أن تظهر تلك البقع داكنة تماما بالنسبة لأعيننا أو للكاميرات التي تلتقط صورها. يحدث الوهج الشمسي فقط في تلك المناطق النشطة على سطح الشمس التي تحتوي على بقع شمسية.

في بعض الأحيان قد تنفجر واحدة من تلك الحلقات الخاصة بالوهج الشمسي مُطلِقة كمًّا هائلا من الطاقة والمادة إلى الفضاء بسرعات كبيرة جدا، يُسمى ذلك “انفجارا شمسيا” (Solar flare)، وهو ما تحدَّثنا عنه منذ قليل. يشبه الانفجار الشمسي عملية ضغط على زنبرك بقوة شديدة ثم تركه فجأة، حيث تحبس الحلقات الضخمة من البلازما داخلها قدرا عظيما من الطاقة وتُطلق فجأة في الفضاء، فتسير إلى الأرض والكواكب الأخرى.

في أحيان أخرى يكون الانفجار الشمسي أكثر قوة بفارق شاسع عن الانفجارات الشائعة فيُسمى “انبعاثا كتليا إكليليا” (coronal mass ejection)، وهو ما حدث بالفعل يوم 11 إبريل/نيسان. ورغم الاختلافات بين الحالتين فإن كلًّا منهما يصنع ما نعرفه باسم “الرياح الشمسية” (Solar Wind)، وهو اصطلاح مجازي يُعبِّر عن تلك الكميات من المادة والطاقة التي تنطلق من الشمس، وتصل إلى كواكب المجموعة الشمسية وتتفاعل مع أقطابها المغناطيسية لتصنع إحدى أجمل الظواهر التي يمكن أن نراها، وهي “الشفق القطبي” (Aurora). جدير بالذكر أنه حينما تتسبَّب الرياح الشمسية في اضطراب كبير للغلاف المغناطيسي للأرض فإننا نسمي ذلك بـ”العاصفة الجيومغناطيسية” (geomagnetic storm).

الشفق القطبي
هل هذا النشاط الشمسي طبيعي؟
عند تلك النقطة، دعنا نتعرف إلى “الدورة الشمسية” (Solar cycle)، وهي تغير النشاط الشمسي مع الزمن، إذ يبدأ ضعيفا، ثم يرتفع شيئا فشيئا حتى يصل إلى قمته، ثم ينخفض مرة أخرى حتى يصل إلى أدناه، وهكذا دواليك (6). يعرف العلماء عن تلك الدورة بتتبع البقع على سطح الشمس، حينما تكون البقع الشمسية كثيرة وقريبة الأقطاب فإن هذا يعني نشاطا شمسيا كبيرا (Solar Maxima)، أما حينما تكون قليلة وقريبة من المنتصف فإن ذلك يعني نشاطا شمسيا ضعيفا (Solar Minima)، مدة الدورة الشمسية هي 11 سنة، لا نعرف بعد سبب تلك الدورة، ولِمَ تحدث في تلك المدة تحديدا.

يمين الصورة: أوج النشاط الشمسي – يسار: حضيض النشاط الشمسي.
أدنى نشاط شمسي بلغته الشمس في الدورة الحالية (الدورة رقم 25 في تاريخ القياس) كان في ديسمبر/كانون الأول 2019، بعد ذلك تصاعد النشاط الشمسي شيئا فشيئا ونحن الآن نتجه إلى الحد الأقصى للنشاط الشمسي، المقرر في وقت ما حول يوليو/تموز 2025، كل هذا طبيعي ويحدث كل 11 سنة، لكن هناك ملاحظة مهمة في الدورة الحالية.

كانت الدورة الشمسية السابقة هادئة إلى حدٍّ ما، حيث بلغ عدد البقع الشمسية في ذروتها 114 بقعة شمسية، بينما المتوسط في هذه الحالة ​​هو 179، توقع العلماء(7) أن الدورة الحالية ستكون هادئة بالمثل مع 115 بقعة شمسية عند الذروة، لكن يبدو أن ذلك لا يحدث، فما زلنا لم نقترب حتى من ذروة الدورة الشمسية الحالية وعدد البقع الشمسية تخطى حاجز الـ61. إلى الآن، يبقى سبب حدوث هذا غير مفهوم.

هل هناك خطر على حياتنا من هذه الفوضى؟
المؤكَّد إذن هو أنك ستسمع عن الكثير من الانفجارات الشمسية والعواصف الجيومغناطيسية من الآن وخلال عدة سنوات قادمة، وسترى مجموعة بديعة من صور الشفق القطبي، لكن لا بد أنك تتساءل الآن عن أثر ذلك كله على سلامتنا، وسلامة كرتنا الأرضية.

عموما، فإن هذا النوع من النشاط الشمسي آمن على صحة الإنسان، لكن يمكن أن تكون هناك أضرار تقنية وخيمة، على سبيل المثال وفقا لإحدى الدراسات(8)، فإن عاصفة جيومغناطيسية قوية قد تُدمِّر أكثر من 300 مُحوِّل وتترك أكثر من 130 مليون شخص بدون كهرباء في الولايات المتحدة الأميركية، بتكلفة تصل إلى عدة تريليونات من الدولارات.

حدث هذا من قبل، على سبيل المثال كانت عاصفة جيومغناطيسية قوية قد انطلقت من الشمس ناحية الأرض في مارس/آذار 1989 مُتسبِّبة في انقطاع تام للكهرباء بمنظومة(9) “هيدرو كيبيك” الكندية لتوزيع الكهرباء، لمدة تسع ساعات كاملة. حدث الشيء نفسه في أغسطس/آب بالعام نفسه في ولاية تورنتو، وكان ذلك كله خلال ذروة النشاط الشمسي بالدورة رقم 22.

على جانب آخر، يمكن أن تؤثر هذه الانفجارات الشمسية على منظومات الاتصالات والأقمار الصناعية والملاحة المعتمدة عليها، وما حدث لأقمار ستارلينك هو خير مثال، كذلك يمكن أن تتأثر أجساد رواد الفضاء حينما تتعرَّض للإشعاع الخاص بتلك الجسيمات الشمسية عالية الطاقة، على المدى الطويل.

أما أكثر السيناريوهات خطورة في هذا الصدد، فأشار إليه فريق بحثي دولي في دراسة نُشرت بدورية(10) “أستروفيزيكال جورنال” في يونيو/حزيران 2019. أشارت الدراسة إلى أن هناك نوعا من الانفجارات الشمسية الهائلة (Superflares) يُحتمل أن يحدث على سطح الشمس كل عدة قرون، وعادة ما يكون أقوى آلاف المرات من الانفجارات الشمسية المعهودة.

يعتقد الفريق البحثي أن ذلك النوع من الانفجارات الشمسية قد يضرب الأرض بكمٍّ غير مُتصوَّر من الجسيمات المشحونة بالطاقة، مما قد يعوق الاتصالات اللا سلكية ويعطل الأقمار الصناعية ويدخل الأرض في موجة ظلام دامس، لأنه قد يتسبَّب في تعطيل محطات الكهرباء والأجهزة الإلكترونية في العموم، الأمر الذي يمكن أن يُعيد كوكب الأرض ألف عام إلى الوراء.

_________________________________________________________

مصادر:

‘Cannibal’ coronal mass ejection will hit Earth at nearly 2 million mph, scientists say
‘Dead sunspot’ launches ball of plasma toward Earth
Sunspot sends off double flare, as solar activity ramps up
GEOMAGNETIC STORM AND RECENTLY DEPLOYED STARLINK SATELLITES
What are sunspots and solar flares?
The Solar Cycle
Sunspot Activity on The Sun Is Seriously Exceeding Official Predictions
Severe Space Weather Events Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report (2008)
The Day the Sun Brought Darkness
Do Kepler Superflare Stars Really Include Slowly Rotating Sun-like Stars?—Results Using APO 3.5 m Telescope Spectroscopic Observations and Gaia-DR2 Data
المصدر : الجزيرة