تشير الدراسة إلى أنه يمكننا يومًا ما أن نتوقع أخطر التوهجات الشمسية قبل 24 ساعة من حدوثها

محاكاة رياضية للتوهج الشمسي. تمثل الأوتار الخضراء خطوط المجال المغناطيسي.



محاكاة رياضية للتوهج الشمسي. تمثل الأوتار الخضراء خطوط المجال المغناطيسي.(رصيد الصورة: كانيا كوسانو ، جامعة ناغويا)



توصلت دراسة جديدة إلى أن العلماء قد يتمكنون يومًا ما من التنبؤ بالانفجارات الشمسية الخطيرة قبل يوم واحد فقط باستخدام نموذج جديد للانفجار الشمسي.

التوهجات الشمسية هي أكبر الانفجارات في النظام الشمسي. لا يمكن لهذه الانفجارات العملاقة من الإكليل الشمسي - الغلاف الجوي الخارجي للشمس - أن تثبت ضررها على رواد الفضاء والأقمار الصناعية في المدار فحسب ، ولكن أعمدة البلازما التي تصاحبها غالبًا يمكن أن تؤدي إلى ما يسمى بـ `` العواصف المغنطيسية الأرضية '' التي يمكن أن تعيث فسادًا على الأرض. على سبيل المثال ، أدى التوهج الشمسي إلى تعتيم مقاطعة كيبيك الكندية بأكملها في عام 1989 ، مما أدى إلى تدمير شبكات الطاقة الأمريكية من الساحل الشرقي إلى شمال غرب المحيط الهادئ.



وجدت الأبحاث السابقة أن هذه الانفجارات القوية تنشأ من الإطلاق المفاجئ للطاقة المغناطيسية من مناطق قريبة من البقع الشمسية المرئية. ومع ذلك ، لا يزال الكثير غير معروف عن المسببات المحددة وراء التوهجات الشمسية ، مما يجعل التنبؤ بها أمرًا صعبًا بشكل خاص. على الرغم من وجود نماذج الكمبيوتر ، والتي يمكن أن تساعد العلماء في استكشاف فيزياء هذه الانفجارات ، إلا أن هذه النماذج ليست مفيدة عندما يتعلق الأمر بالتنبؤ بموعد حدوث التوهج بالضبط.

متعلق ب: غضب الشمس: أسوأ عواصف شمسية في التاريخ

قال أستريد فيرونيغ ، عالم فيزياء الشمس بجامعة جراتس في النمسا ، والذي لم يشارك في هذا البحث ، 'إن التنبؤ بالوهج موضوع مثير للاهتمام وصعب للغاية ، لأنه لا يوجد لدينا طريقة لقياس المجالات المغناطيسية في الإكليل'. أخبر موقع ProfoundSpace.org.



لطالما اشتبه العلماء في وجود تأثير يُعرف باسم إعادة الاتصال المغناطيسي وراء التوهجات الشمسية. يحدث هذا التأثير عندما تلتقي منطقتان مغناطيسيتان بهما خطوط مجال مختلفة الاتجاه. عندما يحدث هذا ، يمكن أن تنكسر خطوط المجال المغناطيسي الخاصة بهم وتعيد الاتصال ببعضها البعض ، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة المغناطيسية إلى حرارة وطاقة حركية بشكل متفجر.

في الدراسة الجديدة ، اقترح باحثون في اليابان أن إعادة الاتصال المغناطيسي يمكن أن تؤدي إلى حلقات مغناطيسية مقطوعة لتكوين حلقات مغناطيسية غير مستقرة ذات قوس مزدوج ، والتي تشبه إلى حد ما الحرف 'م'. مع نمو عدم استقرار القوس المزدوج ، فإنها تتحرك للأعلى ، وتقص الحلقات المغناطيسية الأخرى وتتسبب في مزيد من إعادة الاتصال المغناطيسي ، والتي بدورها تساعد الحلقات المغناطيسية ذات القوس المزدوج على النمو ، وفي النهاية تنفجر على شكل توهجات.

بافتراض أن عدم استقرار القوس المزدوج يؤدي بالفعل إلى حدوث انفجارات شمسية ، فقد طور العلماء نموذجًا للتنبؤ بموعد حدوث توهجات شمسية كبيرة بناءً على الملاحظات المغناطيسية الروتينية للشمس. يمكن للنموذج أيضًا تحديد مكان حدوث هذه التوهجات ومقدار الطاقة التي قد تطلقها.



اختبر الباحثون نموذجهم باستخدام بيانات عن أكبر مشاعل تسمى 'X-class' ، والتي تم جمعها باستخدام مرصد Solar Dynamics التابع لوكالة ناسا من عام 2010 إلى عام 2017. وباستخدام هذه البيانات مع النموذج ، تمكنوا من تحديد موقع معظم التوهجات الكبيرة حتى 24 ساعة مقدمًا.

متعلق ب: التوهجات الشمسية: دليل المستخدم (رسم بياني)

قال فيرونيغ إن الطرق السابقة للتنبؤ بالانفجارات الشمسية الكبيرة تحاول في الغالب التنبؤ بالانفجارات من خلال النظر في التفاصيل المغناطيسية لسطح الشمس ، دون نمذجة ما يحدث بالفعل في الإكليل لإحداث التوهج. في المقابل ، فإن هذه الطريقة الجديدة 'تستند إلى فيزياء التوهجات ، ويبدو أنها تحدد متى وأين قد تبدأ التوهجات' ، كما قال فيرونيغ.

وحذر فيرونيغ من أن هذا النموذج لا يزال على الأرجح بعد عام أو عامين من تطبيقه على التنبؤات. لتطوير هذا البحث إلى أداة تنبؤية يمكن مقارنتها بالتقنيات الحالية ، سيتعين عليها إظهار قدرتها على إنجاز مهام مثل التحقق تلقائيًا من البيانات الشمسية وإجراء تنبؤات حول مدى احتمالية حدوث توهج لقوة معينة وأين يمكن أن يحدث ذلك ، قالت 12 أو 24 ساعة مقدما.

يومض توهج شمسي من الفئة X على حافة الشمس في 7 مارس 2012 في هذا المنظر فوق البنفسجي من وكالة ناسا

يومض توهج شمسي من الفئة X على حافة الشمس في 7 مارس 2012 في هذا المنظر فوق البنفسجي من مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لناسا.(رصيد الصورة: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / SDO)

هناك نوعان من التوهجات الكبيرة التي لم يأخذها هذا النموذج في الحسبان ، وكلاهما غير مصحوب بانفجارات ضخمة للبلازما ، تُعرف باسم القذف الكتلي الإكليلي. أكثر من 90 في المائة من جميع التوهجات الكبيرة مرتبطة بالقذف الكتلي الإكليلي - وقال فيرونيغ إن التوهجات التي لم يفسرها هذا النموذج ربما تضمنت إعادة توصيل مغناطيسي عالياً في الهالة ، أو مجالات مغناطيسية قوية حالت دون الانطلاق الكتلي الإكليلي للخارج.

قال فيرونيغ: 'عندما لا يعمل شيء ما ، مثل هذا النموذج عندما يتعلق الأمر بهاتين الحالتين ، لا يزال بإمكاننا معرفة المزيد عن الفيزياء الأساسية المعنية'.

شرح العلماء بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها في عدد 31 يوليو من مجلة Science.

تابع تشارلز كيو تشوي على تويترcqchoi. تابعنا على TwitterSpacedotcom وعلى Facebook.