خطورة الإشعاعات والانفجارات الشمسية


خطورة الطقس الشمسي :

إن طقس الفضاء ليس شيئاً يفكر به أغلبنا عادة على أساس يومي. لكن جسيمات الشمس المشحونة وحقلها المغناطيسي يجتاحان الفضاء باستمرار ويصطدمان بالحقل المغناطيسي للأرض. في بعض الأحيان، الشفق يملأ السماء مع الضوء الراقص على طول خطوط هذا الحقل. ومع ذلك، فإن الطقس الفضائي الأكثر تطرفًا يحدث عندما تطلق الشمس مليارات الأطنان من الجسيمات النشطة مباشرة نحو الأرض بسرعة تصل إلى 3000 كيلومتر في الثانية.

وهذه الانفجارات، المعروفة باسم الانفجارات الكتلية الإكليلية (CME)، ترتفع من الغلاف الجوي الخارجي للشمس -الهالة الشمسية، ويمكن أن تسبب عواصف جيومغنطيسية شديدة، وتؤثر سلبا على رواد الفضاء والأقمار الصناعية والفضاء

الكتل الإكليلية والعواصف المغناطيسية الأرضية 

تحدث العواصف المغناطيسية الأرضية عندما يتم تشويش المجال المغناطيسي للأرض. وأكثر العواصف المغنطيسية الأرضية تطرفا عندما تتحرك الكتلة الإكليلية.

كما يقول جيمس سبان، رئيس قسم طقس الفضاء في وكالة ناسا. "تأثير CME على جسم ممغنط مثل الأرض يمكن أن يكون كارثي جدا اعتمادا على حجمها وسرعتها."

ويعتقد أن واحدة من أشد الانبعاثات الكتلية الإكليلية حدثت في 1 سبتمبر 1859م (حدث كارينغتون)، ووصلت إلى الأرض بعد 17.5 ساعة وأطلقت عاصفة جيومغناطيسية كبيرة. شوهد الشفق جنوبا حتى منطقة البحر الكاريبي واشتعلت النيران في خطوط التلغراف حيث توقفت الاتصالات في مواقع مختلفة في جميع أنحاء العالم.

منذ ما يقرب من مائة عام، عرف العلماء أن الانبعاثات الكتلية الإكليلية الصغيرة  المعتدلة من المرجح أن تحدث عندما تكون الشمس أكثر نشاطًا وتنتج المزيد من البقع الشمسية، كل 11 عامًا تقريبًا. ولكن كان هناك بعض الشك حول ما إذا كانت الأحداث الأكثر تطرفا، مثل حدث كارينغتون، تتبع أيضا الدورة الشمسية.

في دراسة جديدة، وجد فريق من الباحثين بقيادة ماثيو أوينز، أستاذ فيزياء الفضاء في جامعة ريدنغ في المملكة المتحدة، أن الانقذافات الكتلية الإكليلية الأكثر تطرف هي أيضا أكثر احتمالية أن تحدث أثناء ذروة النشاط الشمسي.

يقول أوينز: "هذه هي الأمور التي تقلقنا أكثر من أي وقت مضى، لكنها تبدو أكثر قابلية للتنبؤ بها".

وقد نظر الباحثون في 150 عاما من الاضطرابات في المجال المغنطيسي للأرض واختاروا أشد الانقذافات الكتلية الإكليلية التي حدثت وقارنوها بالدورات الشمسية. يعود تاريخها إلى عام 1749م، لقد شهدنا 24 دورة شمسية كاملة، مع الدورة الشمسية الحالية من المتوقع أن تكون في المرحلة النشطة بين 2024م و 2026م.

وقد وقع حدث كارينجتون قبل حوالي ستة أشهر من ذروة النشاط الشمسي خلال الدورة العاشرة، وهو ما يتماشى مع ما وجدناه، ومنذ ذلك الحين كانت هناك ما يقرب من ست عواصف جيومغناطيسية تعتبر الأكثر تطرفًا .

الآثار على التكنولوجيا الأرضية

خلال العاصفة الجيومغناطيسية، التغيرات في المجالات المغناطيسية تحفز التيارات على طول خطوط الطاقة التي يمكن أن تتلف المحولات وتسبب انقطاع الطاقة. وقع الحدث الأكثر خطورة في 13 مارس 1989م، وترك ستة ملايين شخص بدون سلطة في كيبيك، كندا لمدة تسع ساعات.

يقول هوارد سينجر، كبير العلماء في مركز NOAA للتنبؤ بطقس الفضاء، إن التأثير المحتمل على المجتمع اليوم أعظم كثيراً بسبب المدى الواسع الذي نعتمد فيه على التكنولوجيا. "عدد الأنظمة التكنولوجية التي يمكن أن تتأثر بطقس الفضاء في تزايد مستمر."

سينغر يشير إلى المسجلين البالغ عددهم 000 60 شخص بشأن المنتجات المتعلقة بطقس الفضاء، الذين يعتمد بعضهم على التنبؤات والتنبيهات المتعلقة بطقس الفضاء لاتخاذ قرارات مستنيرة ؛ )، على سبيل المثال، اتخاذ قرار بشأن توقيت عدم جدولة صيانة شبكة الطاقة الكهربائية أو عندما تحتاج الرحلات فوق المناطق القطبية إلى إعادة توجيه. يمكن أن يؤثر طقس الفضاء حتى على المزارعين الذين يستخدمون تكنولوجيا مثل نظام تحديد المواقع العالمي للمساعدة في اتخاذ القرارات بشأن كيفية إدارة المحاصيل على أفضل وجه

ويجعل ترابط النظم التكنولوجية المجتمع عرضة بشكل خاص لعواصف جيومغنطيسية كبيرة، لأن انقطاع التيار الكهربائي يمكن أن يعطل إيصال السلع والخدمات الأساسية. يقول سينڠر: "إن الحوادث الشديدة نادرة، ولكن عندما تحدث، من الأفضل أن نكون مستعدين".

واحدة من الأدوات الرئيسية للتنبؤ ما إذا كان يتجه CME نحو الأرض هو الرسم البياني الإكليلي -وهو أداة التي تحجب الضوء من الغلاف الضوئي للشمس بحيث يمكن رصد الهالة الشمسية و CME. تصل أسرع الكتل الإكليلية خلال يوم واحد من رفع الشمس ويمكن أن تستغرق أربعة أيام لتصل إلى الأرض.

في 31 أغسطس 2012م، اندلع في الفضاء خيوط طويلة من المواد الشمسية التي كانت تحوم في الغلاف الجوي للشمس، والهالة الشمسية، في الساعة 4:36 مساء بتوقيت شرق الولايات المتحدة. اللفظ الكتلي الإكليلي، أو CME، سافر بسرعة أكثر من 900 ميل في الثانية. CME لم يسافر مباشرة نحو الأرض، ولكن لم تتصل مع البيئة المغناطيسية للأرض، أو الغلاف المغناطيسي، مما تسبب الشفق تظهر في ليلة الإثنين، 3 سبتمبر. (الائتمان: مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا/المجال العام عبر ويكيميديا كومونز)

مخاطر الأقمار الصناعية، المركبة الفضائية، ورواد الفضاء

كما يمكن أن تشكل الانبعاثات الكتلية الإكليلية خطراً على الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية في الفضاء لأن الشحنات يمكن أن تتراكم على السطح وداخل الإلكترونيات.

ومع ذلك، فإن الجهد المبذول في رصد الشمس للانبعاثات الكتلية الإكليلية والضمانات الهندسية ضد الآثار المحتملة لطقس الفضاء لا يخلو من مكافأة.

في وقت سابق من هذا العام، رصدت وكالة ناسا ارتفاع CME من الشمس في 17 أبريل/نيسان الذي كان من المتوقع أن يضرب المريخ عندما تجري مروحية انجينيوتي المريخ رحلتها الثانية.

وكنا سعداء لأننا تمكنا من التحذير من أن شيئا ما قادم. لقد فعلنا الكثير لحماية أقمارنا الصناعية ومركباتنا الفضائية، ولكن هذا كان نوعا جديدا من التكنولوجيا، لذلك لا تعرف حقا أنها ستكون مثالية حتى يتم اختبارها في الميدان "، هكذا تقول أليكسا هالفورد، باحثة فيزياء الفضاء في ناسا.

ويمكن للضمانات الهندسية، إلى جانب التنبؤ بطقس الفضاء، أن تساعد أيضا على الحد من تعرض الملاحين للإشعاع الذي يمكن أن تسببه الانقذافات الكتلية الإكليلية. عندما نفكر في استكشاف الإنسان للفضاء، نريد أن نعرف ما سندخل فيه، تماما كما لو كنت تحزم أمتعتك في عطلة في مكان آخر، "كما يقول هالفورد.

وعندما يتعلق الأمر بطقس الفضاء، يمكن أن تتسبب الانبعاثات الكتلية الإكليلية في بعض أكثر الأحداث تطرفاً على سطح الأرض وفوقه. منذ حدث كارينغتون، قطع العلماء شوطا طويلا في التنبؤ متى يمكن أن تؤثر الأحداث المتطرفة على الأرض وفهم كيفية حماية رواد الفضاء والأجهزة.

نحن جميعا نعيش في الغلاف الجوي الممتد للشمس، لذلك فإن دراسة كيفية اختلاف النشاط الشمسي والاستجابة لهذا التباين هي في الواقع ما تدور حوله الفيزياء الشمسية وأبحاث طقس الفضاء.

بقلم الكاتب


حقوق عين شمس


ملاحظة: المقالات والمشاركات والتعليقات المنشورة بأسماء أصحابها أو بأسماء مستعارة لا تمثل الرأي الرسمي لجوَّك بل تمثل وجهة نظر كاتبها.

ما رأيك بما قرأت؟
إذا أعجبك المقال اضغط زر متابعة الكاتب وشارك المقال مع أصدقائك على مواقع التواصل الاجتماعي حتى يتسنى للكاتب نشر المزيد من المقالات الجديدة والمفيدة والإجابية..

تعليقات

يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.
تسجيل دخول إنشاء حساب جديد

هل تحب القراءة؟ كن على اطلاع دائم بآخر الأخبار من خلال الانضمام مجاناً إلى نشرة جوَّك الإلكترونية

نبذة عن الكاتب