ما هي التوهجات الشمسية؟

وتشع الكميات الهائلة من الطاقة المنبعثة من التوهج الشمسي النموذجي في الغالب بعيدا في جزء الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية من الطيف الكهرومغناطيسي (EM)، بأطوال موجية أقصر مع طاقات أعلى من الضوء المرئي. ويمكن للتوهجات الشمسية تسخين المواد القريبة في الغلاف الجوي للشمس، ما يؤدي إلى إطلاق كتل ضخمة من البلازما على الأرض فيما يُعرف باسم الانبعاث الكتلي الإكليلي.

ويقوم الغلاف الجوي للأرض بتصفية معظم هذه الأطوال الموجية، لذا فإن الأقمار الصناعية والأدوات المتخصصة الموجودة على متن المركبات الفضائية هي الطرق الرئيسية التي يكتشف بها العلماء الإشعاع عالي الطاقة من التوهجات. ومع ذلك، يمكن رؤية عنصر الضوء المرئي للتوهج من الأرض باستخدام تلسكوبات متخصصة لرصد الطاقة الشمسية تقوم بتصفية جميع الأطوال الموجية باستثناء نطاق ضيق. وفي حالات نادرة، يمكن حتى رصد التوهجات القوية كنقاط ضوئية مكثفة شبيهة بالنجوم تبرز مقابل قرص الشمس عند رؤيتها من خلال الإسقاط الآمن من خلال التلسكوب، وفقا للجمعية الفلكية الأمريكية.

وقالت ستيفاني ياردلي، أخصائية طقس الفضاء في مختبر مولارد لعلوم الفضاء في جامعة كوليدج لندن في المملكة المتحدة، لـ "لايف ساينس": "يتم تصنيف التوهجات الشمسية وفقا لمدى سطوعها في الأشعة السينية الناعمة. أضعف التوهجات هي الفئة A أو B، بينما أقوى التوهجات هي الفئة C أو M أو X. ويمثل كل حرف زيادة في الطاقة بعامل 10 وفي كل فئة يوجد مقياس رقمي من 1-9. كان أكبر حدث تم تسجيله هو حدث كارينغتون في عام 1859 [الذي سمي على اسم عالم الفلك الإنجليزي ريتشارد كارينغتون، الذي رصده بالصدفة أثناء مراقبة الشمس] والذي يبلغ ذروة الأشعة السينية الناعمة المقدرة بـ X45. وكان ثاني أقوى حدث هو فئة X35 التوهج الشمسي في 4 نوفمبر 2003". 

الانهيارات الشمسية الأخيرة في عام 2022

إقرأ المزيد

هل تبدو الشمس غريبة كوننا ننظر إليها بشكل خاطئ؟!

تختلف قوة وتواتر التوهجات، إلى جانب العديد من الجوانب الأخرى للنشاط الشمسي، في "الدورة الشمسية" التي تدوم 11 عاما تقريبا. وهذا هو الوقت الذي يستغرقه مجال مغناطيسي عالمي منظم للتشكل وسط بلازما الشمس المتماوجة، ثم يتكثف ويتشابك ويتحلل تماما. يكون تكوين حلقات المجال المغناطيسي والبقع الشمسية والتوهجات أكبر في منتصف هذه الدورة - المعروفة باسم الحد الأقصى للشمس. ومع اقتراب الحد الأقصى الحالي للطاقة الشمسية (المتوقع حدوثه حوالي عام 2024)، يتزايد عدد التوهجات حاليا بشكل حاد.

وتتشكل التوهجات في المناطق التي تمر فيها حلقات المجال المغناطيسي عبر الغلاف الجوي الشمسي. وتتولد هذه الحلقات عن طريق تموج البلازما (غاز ساخن مشحون كهربائيا) داخل الشمس، وتندفع للخارج عبر السطح. وتظهر المناطق الأكثر برودة حول نقاط الدخول والخروج كبقع شمسية داكنة وسط الغاز الأكثر سخونة وإشراقا، بينما تنقل الحلقات أيضا غازا باردا نسبيا على طولها، وتظهر على شكل "خيوط" داكنة عند وضعها في صورة ظلية مقابل الفوتوسفير، أو على شكل بروزات وردية حول الحافة أو أحد أطراف الشمس (يمكن رؤيته بشكل أفضل خلال الكسوف الكلي للشمس).

ويحدث التوهج عندما تصبح المناطق السفلية من الحلقة المغناطيسية متماسكة معا في منطقة من الغلاف الجوي تسمى الهالة السفلية. ويؤدي هذا إلى "ماس كهربائى" المجال المغناطيسي. ونظرا لأن حلقة مغناطيسية عالية فوق السطح تحمل طاقة أكبر بكثير من طاقة واحدة في الأسفل، فإن عمليات إعادة الاتصال هذه يمكن أن تطلق كمية هائلة من الطاقة الزائدة. ويؤدي هذا إلى تسخين الغلاف الجوي الشمسي حول نقطة إعادة الاتصال بدرجات حرارة تتراوح من 50 إلى 68 مليون درجة فهرنهايت (10 إلى 20 مليون درجة مئوية)، وهو أكثر سخونة بكثير من 2 مليون فهرنهايت (1 مليون درجة مئوية) كما هو معتاد، ما تسبب في انبعاث موجة عنيفة من الإشعاع.

ويستخدم علماء الفلك مصطلح "التوهج" تحديدا لانفجار الطاقة والإشعاع على الشمس، ولكنه يرتبط بمجموعة متنوعة من التأثيرات الأخرى. وعلى سبيل المثال، يمكن أن تبدأ المواد من الغلاف الجوي الشمسي التي يتم تسخينها بواسطة التوهج في التوسع بعنف، ما يؤدي في النهاية إلى تشكيل طرد كتلة إكليلية، أو CME - سحابة ضخمة من الجسيمات تنفجر في اتجاه معين، والتي قد تستغرق عدة أيام للوصول إلى مدار الأرض.

وتنتج أكثر التوهجات عنفا أيضا تأثيرا يسمى عاصفة البروتون الشمسية، حيث تؤدي الصدمة الناتجة عن توسع CME إلى تسريع البروتونات القريبة (الجسيمات المشحونة دون الذرية)، ما يدفعها إلى الخارج بسرعات أعلى بكثير من CME نفسها.

وفي بعض الحالات، حيث يكون المجال المغناطيسي للشمس في اتجاه موات، يمكن أن تصل البروتونات إلى جزء كبير من سرعة الضوء. ويصل الإشعاع الكهرومغناطيسي من التوهج إلى الأرض في ما يزيد قليلا عن 8 دقائق، ولكن قد تصل أسرع عواصف بروتونية بعد 30 دقيقة فقط أو بعد ذلك.

ويتم امتصاص الأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة فوق البنفسجية من التوهج في الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا، ويعمل المجال المغناطيسي للأرض على انحراف البروتونات الشمسية إلى حد كبير، ما يساعد على حماية الأرض من أخطر تأثيرات هذه الأحداث الشمسية. ومع ذلك، لا يزال من الممكن أن يكون للانفجارات الشمسية تأثيرات كبيرة على الأرض.

وتصبح الذرات الفردية وجزيئات الغاز في الغلاف الجوي للأرض مؤينة، أو مشحونة كهربائيا، عندما تمتص الإشعاع من التوهجات. ويمكن أن يتداخل هذا مع الاتصالات الراديوية قصيرة الموجة، والتي تعتمد على إشارات الارتداد من الغازات المشحونة في طبقة الأيونوسفير. ويمكن للتيارات الكهربائية التي تتدفق عبر الغازات المتأينة وداخل عاصفة البروتون أن تشوه البنية العامة للحقل المغناطيسي للأرض (على الرغم من أنها ليست بنفس القدر الذي قد يضربه CME لاحقا).

ومع ذلك، فإن التوهجات بشكل عام تشكل خطرا على التكنولوجيا البشرية أكبر من خطرها على الأشخاص أنفسهم. ويمكن للأشعة السينية التي تصطدم بالقمر الصناعي أن تؤين مواده، بينما يمكن للبروتونات أن تقوم بتزويد الأسطح الخارجية لتلك المواد بالكهرباء، ما ينتج عنه دوائر قصيرة وأعطال. ويمكن أن تتسبب الطاقة المتدفقة في الغلاف الجوي العلوي أيضا في تسخين الغازات الموجودة هناك وتمددها، ما يؤدي إلى زيادة السحب على الأقمار الصناعية وتسبب في انحلال مداراتها.

المصدر: لايف ساينس

إقرأ المزيد

الشمس في منتصف دورتها.. ماذا ينتظر البشرية من نشاط شمسي متزايد؟

حذر الأكاديمي ليف زيليوني، المدير العلمي لمعهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، من تزايد النشاط الشمسي خلال العقود المقبلة.

الشمس تقذف نتوءا عملاقا باتجاه قطبها الشمالي

أفاد مختبر علم الفلك الشمسي في معهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، أن الشمس قذفت نتوءا عملاقا يبلغ قطره نحو مليون كيلومتر باتجاه قطبها الشمالي.

علماء: قريبا سيبدأ تأثير الثقب الإكليلي الجديد على الأرض

أفاد مختبر علم الفلك الشمسي بمعهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية للعلوم أن ثقبا إكليليا جديدا تشكل على سطح الشمس قد يبدأ تأثيره على الأرض خلال ثلاثة إلى أربعة أيام.

ما الذي يمكن توقعه بعد تشكل "بقعة القرن" على الشمس؟

أظهرت مجموعة البقع الشمسية 4366، المواجهة للأرض حاليا، نشاطا استثنائيا، حيث حتى ظهر يوم 5 فبراير، حدث فيها 58 توهجا قويا من الفئتين M وX.

اكتشاف نتوءات نادرة داخل هالة الشمس

التقط المسبار الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية “Proba-3” سلسلة من الصور التي تُظهر عدّة نتوءات تتفجر في هالة الشمس خلال فترة زمنية وجيزة.

خبراء: النشاط الجيومغناطيسي في عام 2026 قد يتجاوز الرقم القياسي المسجل العام الماضي

أفاد خبراء مختبر علم الفلك الشمسي بمعهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، أن النشاط الجيومغناطيسي في عام 2026 يشهد معدلات نمو تتجاوز تلك المسجلة في العام الماضي.

سرعة الرياح الشمسية تسبب استمرار العاصفة المغناطيسية

أفاد مختبر الفلك الشمسي بمعهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية أن العاصفة المغناطيسية على الأرض تستمر لليوم الثالث على التوالي، نتيجة السرعة العالية للرياح الشمسية.

انفصال نتوء عملاق عن الشمس (فيديو)

أفاد مختبر علم الفلك الشمسي ومعهد فيزياء الشمس والأرض التابع لفرع أكاديمية العلوم في سيبيريا، بأن الشمس أطلقت نتوءا عملاقا – شواظا شمسيا – إلى الفضاء.

العواصف المغناطيسية المتوقعة في يوليو 2025

يشير الخبراء إلى أن وضع تقويم للعواصف المغناطيسية يسمح بتقدير احتمال حدوث اضطرابات مغناطيسية أرضية في أيام محددة. ويعطي جدولها فكرة واضحة عن الوضع المغناطيسي الأرضي.

مشروع لإطلاق أقمار صناعية إلى الشمس للحماية من التوهجات

يخطط العلماء لإطلاق ستة أقمار صناعية لمراقبة النشاط الشمسي على مدار الساعة، ما يمنع العواقب المدمرة للبنية التحتية.

تحذيرات من عواصف مغناطيسية

أعلن مختبر علم الفلك الشمسي التابع لمعهد بحوث الفضاء ومعهد فيزياء الشمس في أكاديمية العلوم الروسية، أن توهجات شمسية ستؤدي إلى حدوث عواصف مغناطيسية على كوكب الأرض اليوم 28 مايو.

فيزيائي روسي يطرح تفسيرا لماهية "الطائر" القريب من الشمس

يطرح البروفيسور يفغيني أنبيلوغوف، عالم الفيزياء النووية، تفسيرا علميا للجسم العملاق الشبيه بالطائر الذي ظهر في الصور الملتقطة بواسطة التلسكوب الشمسي.

رصد أقوى توهج شمسي عام 2025

أعلن سيرغي بوغاتشوف مدير مختبر علم الفلك الشمسي بمعهد بحوث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية عن رصد أقوى توهج على الشمس عام 2025.

رصد توهج شمسي من الفئة العليا

أفاد مختبر علم الفلك الشمسي بمعهد بحوث الفضاء ومعهد الفيزياء الشمسية الأرضية التابع لاكاديمية العلوم الروسية أن توهجا شمسيا من الفئة العليا حدث لأول مرة منذ ما يقرب من شهرين ونصف.

عالمة: رصد "البلازما السوداء" على الشمس مرتبط بمرشحات التلسكوب

أوضحت ألفيا نيستيرينكو رئيسة المجمع التعليمي الآلي بقسم الفيزياء بجامعة نوفوسيبيرسك أن رصد "البلازما السوداء" على الشمس مرتبط بمرشح موجود في جميع التلسكوبات المتخصصة.

التهديدات الفضائية والتوهجات الشمسية في عام 2025

يشير عالم الفلك الروسي سيرغي يازيف مدير المرصد الفلكي في جامعة إيركوتسك إلى أن معظم التهديدات الفضائية، بما فيها التوهجات الشمسية غير خطيرة، ولكنها يمكن أن تخلق مشكلات مختلفة.

رصد توهج شمسي من الفئة العليا

أعلن ميخائيل ليوس كبير خبراء المناخ في مركز "فوبوس" عن رصد ظهر يوم الأحد 8 ديسمبر توهج شمسي من الفئة العليا (Х2.2).