تعتبر حوادث الكسوف الكلي للشمس لحظات ذات قيمة تاريخية للمجتمع العلمي، حيث توفر فرصًا فريدة للتقدم في مجالات بحثية متعددة. ومن الأمثلة الصارخة على ذلك الملاحظة التي أجراها عالم الفلك البريطاني آرثر إدينجتون في عام 1919، والذي استخدم هذه الظاهرة قبالة سواحل غرب أفريقيا للتحقق من صحة نظرية النسبية لألبرت أينشتاين.
وتكررت هذه الديناميكية اليوم، عندما غطى الحدث الفلكي الفريد مناطق في نصف الكرة الشمالي، بدءًا من شمال روسيا إلى إسبانيا والبرتغال. لعدة أشهر، كرس الخبراء في مجالات مثل علم الأحياء والفيزياء الفلكية أنفسهم لاستعدادات مكثفة، سعيًا إلى جمع معلومات مهمة خلال لحظات الظلام القصيرة.
وفي إسبانيا، وبينما وجه العديد من المراقبين انتباههم إلى السماء، ركز فريق من العلماء في اتجاه آخر. كان الهدف هو استكشاف كيفية تفاعل النباتات والحيوانات المحلية مع الكسوف.
لا يزال هذا المجال من الدراسة قيد الدراسة، مع معرفة محدودة حول تأثيرات الظلام المفاجئ واللحظي على هذه الكائنات. تشير الأبحاث السابقة النادرة إلى أن النباتات والحيوانات تستجيب للمنبهات الموجودة أثناء هذه الظاهرة.
ويوضح أيرام رودريغيز، الباحث في المتحف الوطني للعلوم الطبيعية في إسبانيا، أن “التأثيرات على كل نوع تختلف باختلاف المستوى المعرفي للفرد”. ويستشهد بردود أفعال تتراوح بين الخوف والبحث عن ملجأ إلى سلوكيات مثل سلوكيات الشمبانزي، والتي يمكن أن تشير إلى غروب الشمس، أو الانتقال إلى مناطق الراحة.
رودريغيز هو أحد مؤسسي EcoEclipse، وهي مبادرة مبتكرة في أوروبا تركز على هذا المجال من البحث. يتضمن عمل فريقه تسجيل الأصوات البيئية قبل يومين من الكسوف، وفي اليومين التاليين له، مما يسمح بإجراء مقارنات لسلوك الأنواع في فترات مختلفة.
ويضيف أن “البيانات المتعلقة بالتفاعلات ستتاح بصيغة أولية”، بهدف السماح لعلماء آخرين، في المستقبل، بتحليل التغيرات في الضوضاء البيئية، وليس فقط الأصوات الصادرة عن الحيوانات.
على الرغم من تسجيل ردود أفعال العديد من الأنواع، إلا أن المشروع يعطي الأولوية حاليًا للطيور، التي لها دورات يومية وموسمية تتأثر بشدة بالانتقال بين الضوء والظل، والخفافيش. وأوضح الخبير أن “معرفتنا عن الخفافيش أكثر ندرة، وميزة هذا الكسوف هي أنه عندما يحدث عند الغسق، يمكن تضخيم آثاره على هذه الحيوانات”.
وفي عام 2024، أثناء كسوف الشمس الكلي في الولايات المتحدة، كان العلماء قد رصدوا بالفعل أصوات الطيور. وفي تلك المناسبة، تم إطلاق تطبيق للهاتف المحمول شجع المشاركة الشعبية في جمع البيانات.
كشف هذا الجهد عن 52 نوعًا من الطيور، أظهر 29 منها تغيرات ملحوظة في نطقهم. وتراوحت هذه التغييرات من الصمت التام أو بداية الغناء إلى “جوقة الفجر الكاذبة” لحظة عودة ضوء الشمس.
تم إجراء أحد التحليلات الأكثر شمولاً التي تم إصدارها على الإطلاق في حديقة حيوان بالولايات المتحدة في عام 2017، أثناء كسوف آخر. وفي دقيقتين ونصف من الظلام الدامس، تمت ملاحظة استجابات العديد من الحيوانات، بما في ذلك الرئيسيات والفيلة والدببة البنية والفقمات وطيور النحام والببغاوات والكوكاتو والسلاحف.
وقد فاجأت النتيجة الباحثين: فقد أظهر 76% من الأنواع الـ 17 التي تم تحليلها نوعًا من التفاعل. وبدأت بعض الحيوانات أنشطة مميزة أثناء الليل، وأبدت حيوانات أخرى قلقها، وأظهر بعضها سلوكيات غير مسبوقة.
ومن ناحية أخرى، فإن ردود أفعال النباتات غير معروفة إلى حد كبير، حتى مع وجود بعض الأبحاث السابقة التي حاولت تسجيل تأثيرات الكسوف عليها.
وفي عام 2022، أشارت ملاحظة خلال كسوف جزئي في شمال إيطاليا إلى أن الأشجار يمكن أن تتوقع هذه الظاهرة. وكان من المفترض أن يقوموا، قبل ساعات، بمزامنة سلوكهم الكهربي الحيوي، وهو عبارة عن إشارات داخلية تتحكم في الوظائف الحيوية مثل التمثيل الضوئي وآليات الدفاع.
ومع ذلك، أظهرت الدراسات اللاحقة أنه لم يكن من الممكن إثبات وجود صلة مباشرة بين الكسوف والإشارات الكهربائية الحيوية المنبعثة من النباتات.
تعلق عالمة الأحياء والكاتبة آينا س. إريس قائلة: “ربما تكون هناك نباتات تتفاعل بشكل واضح مع الكسوف، لكننا لم ندرسها بعد”. وتؤكد أنه مع فهرسة أكثر من 300 ألف نوع من النباتات، لا يمكن استبعاد هذا الاحتمال.
وفي الوقت نفسه، خصص العلماء في إيطاليا أسابيع في المختبر لتحسين المعدات الجديدة. تتمتع هذه الأداة بالقدرة على إحداث ثورة في تحليل الهالة الشمسية، وهي المنطقة الخارجية للغلاف الجوي للشمس.
أثناء الكسوف، خضع مطياف الشق الدائري (CISS) لاختبار حاسم في مرصد جافالامبر للفيزياء الفلكية في إسبانيا. ويهدف المطورون إلى إثبات أن الجهاز يمكنه تجزئة ضوء الشمس إلى مكوناته الموجية بطريقة أكثر مرونة بكثير من التقنيات الحالية.
وتوفر ظاهرة الكسوف الظروف المثالية ليصبح الإكليل الشمسي أكثر وضوحا. وهذا يسهل دراسات هذه المنطقة القريبة من الشمس، والتي يمكن أن يكون لسلوكها آثار كبيرة على شبكات الاتصالات وأنظمة الطاقة الكهربائية على الأرض.
وأوضح فيديريكو لانديني، الباحث الرئيسي في مرصد تورينو للفيزياء الفلكية، أنه على عكس أجهزة قياس الطيف الخطي التقليدية، فإن النموذج الأولي الجديد “يحتوي على شق دائري، مما يجعل من الممكن تسجيل طيف الإكليل بأكمله على مسافة محددة من مركز الشمس في صورة واحدة فقط”.
تم استخدام آخر مطياف كبير للأشعة فوق البنفسجية، UVCS، في مسبار SOHO، وهو تعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا، بين عامي 1996 و2013. ومع ذلك، استغرق الأمر عدة ساعات حتى يتمكن من رسم خريطة كاملة للهالة الشمسية.
إذا أثبت العلماء فعالية هذا المبدأ البصري الجديد، فإن الخطوة التالية ستكون إمكانية دمجه في مهمة فضائية مستقبلية. ستركز هذه المهمة على المراقبة التفصيلية للغلاف الجوي الخارجي للشمس.
وفي الوقت نفسه، استخدم باحثون من هيئة الطاقة الذرية الفرنسية (CEA) الكسوف كفرصة للتحقيق في المجال المغناطيسي للشمس، وغلافها الجوي، والأحداث المكثفة التي تؤدي أحيانًا إلى اضطرابات على الأرض.
تبعث الشمس باستمرار المادة والجسيمات المشحونة، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى توليد عواصف شمسية شديدة تؤدي إلى انفجارات كبيرة من البلازما وعناصر أخرى في الفضاء.
عندما تصل هذه المادة إلى الغلاف المغناطيسي للأرض، يمكن أن تتسبب في فشل الأقمار الصناعية، وتعريض رواد الفضاء للخطر، وإنشاء الشفق القطبي الساطع والشفق القطبي الأسترالي في مناطق خطوط العرض المرتفعة.
وأوضح آلان ساشا برون، عالم الفيزياء الفلكية في CEA، أن “جهودنا تهدف إلى فهم الآليات الفيزيائية وراء النشاط الشمسي”. ويضيف أن ذلك يستلزم “وضع الشمس في سياقها الصحيح في الجدول الزمني لتطورها، منذ ظهورها وحتى نهايتها”.
وفي الوقت نفسه، قام علماء من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بفحص الكسوف بهدف تعميق المعرفة حول الرياح الشمسية. وأثارت كارول مونديل، مديرة العلوم في الوكالة، أسئلة مثل: “لماذا تتفرق العواصف الشمسية بطريقة معينة؟ ما هو تكوينها؟ وهل من الممكن إنشاء نماذج تسمح بالتنبؤ بها؟”
ويقوم مسبار Solar Orbiter التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، الموجود في المدار منذ عام 2020، بجمع بيانات مهمة حول الغلاف الجوي والرياح الشمسية. وعلق ميهو جانفيير، الباحث الرئيسي المشارك في المهمة، بأن الكسوف بمثابة فرصة “لتقييم دقة نماذجنا، سواء كانت جيدة أم لا”.
وهناك مبادرة أخرى لوكالة الفضاء الأوروبية، وهي مهمة Proba-3، تستخدم حاليًا ثلاث مركبات فضائية تطير في تشكيل دقيق، بهدف توليد كسوف شمسي اصطناعي صغير الحجم خاص بها.