يوفر المعلم الأول من نوعه في دورة الشمس التي تبلغ أحد عشر عامًا للباحثين القدرة على توقع النشاط الشمسي المستقبلي قبل عدة سنوات، كما تم الكشف عنه يوم الجمعة 21 يوليو 2026. وتمثل هذه النقطة، التي تسمى “الإغلاق”، النهاية المفاجئة لأكثر فترات الطقس الفضائي عنفًا. يوفر عدد البقع الشمسية التي تبقى في هذه المرحلة معلومات مهمة حول شدة الدورة الشمسية القادمة. تشير التحليلات الأولية إلى أن الدورة الشمسية 26 قد تظهر مستوى معتدل من النشاط، على الرغم من توقع تقدير أكثر دقة في غضون عامين تقريبًا.
طريقة جديدة تسمح لك بتوقع شدة التوهجات الشمسية
طور العلماء نهجا مبتكرا يمكن أن يكشف عن قوة دورة نشاط الشمس القادمة لمدة تصل إلى سبع سنوات قبل أن تصل إلى ذروتها. تعد هذه القدرة التنبؤية الموسعة أمرًا بالغ الأهمية لحماية البنى التحتية التكنولوجية على الأرض.
تركز هذه التقنية على حجم البقع الشمسية التي تمت ملاحظتها خلال مرحلة تم تحديدها حديثًا، وهي مرحلة “إيقاف” الدورة الشمسية. خلال هذه اللحظة، يبدو أن النشاط الفضائي الأكثر كثافة للشمس قد توقف فجأة. وقد طبق الباحثون بالفعل هذه الطريقة لصياغة تقدير أولي للدورة الشمسية 26.
تشير التوقعات الأولية إلى أن الدورة 26 يمكن أن تكون ذات كثافة معتدلة، مع عدد تقديري للبقع الشمسية يتراوح بين 100 و120. وهذا من شأنه أن يضعها عند مستوى مماثل أو ربما أقل من الدورة الشمسية 25 الحالية. ومع ذلك، لن تتوفر توقعات أكثر تفصيلاً إلا في غضون عامين تقريبًا، ولا تزال سيناريوهات الكثافة الأعلى والأقل احتمالًا.
وتم نشر نتائج هذا البحث خلال الاجتماع الفلكي الوطني للجمعية الفلكية الملكية، الذي عقد في برمنغهام.
النهاية المفاجئة للطقس الفضائي الشديد من الشمس
وأوضحت ساندرا تشابمان، أستاذة الفيزياء ومديرة مركز الاندماج والفضاء والفيزياء الفلكية بجامعة وارويك، أن “الشمس لا تنام بلطف ثم تستيقظ تدريجيا”.
وأضافت: “بدلاً من ذلك، حددنا أن الطقس الفضائي الأكثر قسوة يتوقف فجأة في وقت محدد في كل دورة شمسية. ومن خلال تحديد هذه النقطة، لدينا طريقة جديدة لتقدير احتمالية شدة الدورة الشمسية القادمة”.
ويتوقع البروفيسور تشابمان أن تصبح توقعات الدورة 26 أكثر دقة إلى حد كبير خلال عامين تقريبًا. خلال هذه الفترة، من المتوقع أن تصل الدورة الشمسية 25 إلى نقطة “الإيقاف” المكتشفة حديثًا، مما سيسمح للباحثين ببناء حساباتهم على الملاحظات المباشرة بدلاً من مجرد التوقعات.
تعمل الشمس بدورة تدوم حوالي أحد عشر عامًا. خلال هذه الفترة، تنعكس قطبية مجالها المغناطيسي، في حين يزداد عدد البقع الشمسية المرئية ثم يتناقص.
البقع الشمسية هي مناطق مغناطيسية ونشطة للغاية على سطح الشمس. فهي قادرة على توليد انفجارات شمسية قوية وانبعاث كتل إكليلية، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة والجسيمات المشحونة كهربائيًا في الفضاء. يمكن أن تتسبب أحداث الطقس الفضائي هذه في تعطيل الأقمار الصناعية وأنظمة الاتصالات والملاحة والشبكات الكهربائية هنا على الأرض.
ظل علماء الفلك يراقبون البقع الشمسية لعدة قرون، لكن كل دورة تتصرف بشكل مختلف. يمكن أن يختلف طول الدورات وكثافتها بشكل كبير، مما جعل من الصعب تاريخياً التنبؤ بقوة الدورة المستقبلية.
تحسين التنبؤ بالطقس الفضائي باستخدام ساعة شمسية جديدة
تعتمد المنهجية الجديدة على “الساعة الشمسية” التي طورها البروفيسور تشابمان سابقًا، وهو نظام ينظم دورات الشمس غير المنتظمة في نمط موحد. أظهر هذا البحث أن ظواهر الطقس الفضائي المتطرفة لا تتناقص تدريجياً في نهاية الدورة. وبدلا من ذلك، فإنها تتوقف عند مرحلة محددة بوضوح.
وجدت البروفيسور تشابمان وفريقها أن عدد البقع الشمسية المرئية في هذه المرحلة له علاقة مباشرة مع الحد الأقصى لعدد البقع الشمسية التي تم الوصول إليها في الدورة الشمسية التالية.
يقدم هذا الارتباط طريقة جديدة لتقدير شدة الدورة المستقبلية قبل حوالي ست إلى سبع سنوات من ذروتها. توفر طرق التنبؤ الحالية عمومًا تحذيرًا مسبقًا أقل بكثير، لأنها تعتمد على انتظار الحد الأدنى من الطاقة الشمسية، وهي المرحلة الأقل نشاطًا في الشمس.
وتشير التقنية أيضًا إلى فترة محددة من المتوقع أن ينشأ فيها المجال المغناطيسي المسؤول عن الدورة القادمة. ويأمل العلماء أن يساعد هذا الجدول الزمني في تعميق فهم الدينامو الشمسي، وهي الآلية التي تخلق وتحافظ على المجال المغناطيسي للشمس.
قال البروفيسور تشابمان: “نحن على بعد عامين تقريبًا من نقطة الانغلاق للدورة الشمسية 25 الحالية. نحتاج حاليًا إلى تقدير أين ستظهر هذه النقطة، ولكن بمجرد الوصول إليها سنكون قادرين على استخدام الملاحظات وحدها لإجراء تنبؤ أكثر دقة للدورة الشمسية 26”.
وشدد على أن “هذا سيعطينا حوالي سبع سنوات من التحذير بشأن الشدة المحتملة للدورة”.
كيف حصلت التنبؤات السابقة على نشاط الدورة 25 بشكل صحيح
وقد أشارت هذه الطريقة بالفعل إلى أن الدورة الشمسية 25 ستكون أكثر كثافة مما أشارت إليه العديد من التوقعات الأولية. وقد ساهم هذا النشاط المضخم في ظهور الشفق القطبي الرائع الذي شوهد في السنوات الأخيرة.
شهدت المملكة المتحدة العديد من العواصف الشمسية التاريخية في عام 2024 مع اقتراب الدورة 25 من “الحد الأقصى للطاقة الشمسية”، وهي فترة ذروة النشاط. وقعت الأحداث الأكثر أهمية في الفترة من 10 إلى 13 مايو.
تسببت مجموعة كبيرة من البقع الشمسية بالقرب من الحد الأقصى للطاقة الشمسية في حدوث أشد العواصف المغنطيسية الأرضية التي تضرب الأرض منذ أكثر من عقدين. أدت هذه الأحداث إلى حدوث شفق قطبي مكثف وواسع النطاق في جميع أنحاء المملكة المتحدة، حيث كان الشفق القطبي مرئيًا حتى في المناطق الجنوبية مثل ديفون وكورنوال.
وفي عام 2022، حصل البروفيسور تشابمان على وسام تشابمان من الجمعية الفلكية الملكية. تم منح هذا التكريم لأبحاثه الرائدة في دراسة سلوك المجالات المغناطيسية الكوكبية والآليات التي تؤدي من خلالها هذه المجالات إلى ظهور الطقس الفضائي.
افهم سبب انخفاض العواصف الشمسية
تحدث نقطة “الانغلاق” التي تم تحديدها حديثًا عندما تتحرك مناطق البقع الشمسية النشطة إلى خط عرض أقل من 15 درجة شمسية تقريبًا.
خلال كل دورة شمسية، تشكل البقع الشمسية نمطًا يُعرف باسم “الفراشة”. وتظهر لأول مرة عند خطوط العرض الأعلى، ومع تقدم الدورة، تتحرك تدريجيًا نحو خط الاستواء الشمسي.
تتمتع الشمس بدوران تفاضلي، مما يعني أن خطوط العرض المختلفة تدور بسرعات مختلفة. ومع ذلك، تحت خط العرض 15 درجة تقريبًا، يضعف هذا الاختلاف في سرعة الدوران. وهذا يخلق منطقة من الدوران المشترك حول خط الاستواء الشمسي تسمى “التيار النفاث” الشمسي.
يقترح البروفيسور تشابمان أن أقوى القذفات الكتلية الإكليلية تكون مدفوعة بالتناوب التفاضلي. عندما تدور أجزاء من الشمس بسرعات مختلفة، فإنها تشوه المجال المغناطيسي الناشئ وتتراكم الطاقة. وعندما تقترب مناطق البقع الشمسية النشطة أكثر من 15 درجة من خط الاستواء، تضعف آلية التشوه هذه، ويتم إلغاء تنشيط العامل الرئيسي المسؤول عن أحداث الطقس الفضائي المتطرفة.
وللتحقق من هذه الفرضية، قام البروفيسور تشابمان بتحليل ارتباط الـ 27 يومًا (الموافق لمتوسط دوران الشمس) في مؤشر aa (الذي يقيس النشاط المغناطيسي الأرضي على الأرض) ومقارنته بأحداث الطقس الفضائي المسجلة.
بعد نقطة الإغلاق، أظهرت العواصف المغناطيسية الأرضية كثافة أقل واتبعت نمطًا مدته 27 يومًا. يشير هذا إلى أنها قد تكونت على الأرجح عن طريق التدفقات الدوارة بدلاً من التدفقات الكتلية الإكليلية.
