Our angry, stormy Sun
شمسنا الغاضبة العاصفة .
نحن نعرف شمسنا كنجم مشرق متألق الذي يشرق من
الشرق ويغرب من الغرب كل يوم , هذه وسيلة بسيطة لوصف ذلك , وحقيقةً ما يجرى على
سطحها أبعد بكثير من الانطباع التي تعطيه لنا وهى تتدلى بكل هدوء تقريبا فى السماء
خلال النهار. بينما أن الذهاب إلى أى مكان
بالقرب من الشمس يعتبر انتحاراً حيث الحرارة الحارقة والإشعاعات الحادة أتحدت
لتقليك حياً فى بدلة الفضاء الخاصة بك , وقد كشفت التكنولوجيا أن هذا النجم عبارة
عن مولد غاضب محتدم للنشاط الشمسي .
أول ما يصل يكون التوهجات الشمسية - وهى
عبارة عن انفجارات من الإشعاع نتيجة للتحرر المفاجئ للطاقة المغناطيسية من المناطق
النشطة على سطح الشمس , تتركز هذه المناطق فى
البقع الشمسية وهى عبارة عن عقد متشابكة من المجالات المغناطيسية .
يصبح اللفظ الإكليلي الضخم ( CME : CORONAL MASS EJECTION
) سحابة عملاقة من البلازما تندفع
عبر الفضاء , وعندما يوجه CME نحو الأرض يتسبب فى العواصف الشمسية .
تثير الجزيئات غازات الغلاف الجوى (بشكل
اساسى الأكسجين والنيتروجين ) تجعلهما يتوهجان كستائر غريبة متلألئة من الضوء مثل
:- الشفق القطبي بورياليز " أضواء
الشمال " و الشفق القطبي أستراليز " أضواء الجنوب" .
يضئ غاز الأكسجين كالأخضر بينما يتوهج
النيتروجين كالأرجواني والأحمر و هم من الألوان الأساسية التي تُرى فى الشفق
, عادة نشاط الرياح الشمسية على مستوى
منخفض يعنى أن قوس الشفق متواجد في نصف الكرة الشمالي , إلى الدائرة القطبية
الشمالية لكن بفعل قوة العاصفة المغناطيسية يمكن أن نرى أن قوس الشفق يمتد إلى
الخطوط العرضية أكثر جنوبياً فى أنحاء بريطانيا وغرب أوروبا وجنوباً حتى اسبانيا ,
وفى مناسبات نادرة جدا فى ولاية فلوريدا فى الولايات المتحدة.
أقسى عاصفة شمسية مسجلة كانت فى حدث
كارينغتون عام 1958 , حين أضاء الشفق السماء أقصى الجنوب حتى بدأت المناطق
المدارية و أسلاك التلغراف تقل , مما أثار الكهرباء.
هذه الأسلاك التلغرافية تذكرنا أن الشفق هو
الجانب الجميل الوحيد من العاصفة المغناطيسية الأرضية . على الرغم من أن العاصفة
ليست ضارة بشكل مباشر للناس على أرض الواقع إلا أن عاصفة مدفوعة باللفظ الإكليلي
القوى يمكن أن تدمر التكنولوجيا لدينا .
يمكن أن تتعرض الأقمار الصناعية إلى قصر فى
الدائرة الكهربائية مما يؤدى إلى انقطاع الاتصالات .كما يجب على رواد الفضاء
الاحتماء من الإشعاع فى غرفة محمية خاصة على متن محطة الفضاء الدولية.
على الأرض , يمكن لخطوط الكهرباء أن تغرق
بتيار صافى من بلازما اللفظ الإكليلي , فى عام 1989 تسببت عاصفة شمسية فى انقطاع كهربائي لمدة تسع
ساعات فى كيبيك بكندا , فى عالمنا المعاصر
حيث نعتمد على الأجهزة الالكترونية , يكون السيناريو الأسوأ هو أن عاصفة شمسية
قوية بما فيه الكفاية توقف كل شيء يعمل , تمحو أجهزة الحاسوب , تعطل شبكة الانترنت
, مما يؤدى إلى انقطاع أنظمة الطاقة العالمية وتعطيل الاتصالات .
ربما تستغرق شهوراً لإرجاع كل شيء للعمل مرة
أخرى , فى الوقت الذي العالم فيه يرسل لفوضى تكنولوجيا واقتصادية واجتماعية ,
ونكون أكثر عرضة للعواصف الشمسية فى فترة النشاط الشمسي الأقصى , والذي يكون نقطة
فى دائرة نشاط الشمس كل أحد عشر عاما حين
تكون أقرب النجوم إلينا فى أكثر لحظاتها نشاطاً , التوهجات الشمسية تحدث كل الوقت
واللفظ الإكليلي يضرب الأرض فى كثير من الأحيان ، لكن نادرا ما يكون هناك نشاط شمسي قوى كالذي
أغرق مدينة كيبيك فى الظلام الدامس . ومع
ذلك , العلماء غير قادرين حالياً على التنبؤ بالنشاط الشمسي أو متى اللفظ الإكليلي
الضخم المقبل سيكون ؟ . كل هذه يحدث فى الغلاف الخاص بالشمس والذي يظهر مدى
تأثيرها المغناطيسي فى جميع أنحاء النظام الشمسي , حيث لا تزال الرياح الشمسية تهب
, ويمتد الغلاف الشمسي إلى ما بعد المدار الفلكي لكوكب بلوتو.
المسافر 1 –
مركبة فضائية - حاليا هي ابعد بـ 118 من المرات عن الشمس من
الأرض , وما يزال عليها أن تغادر الغلاف الشمسي .
يخسر اللفظ الإكليلي قوته ويتشتت كلما تدخل
أعمق فى النظام الشمسي . ومع ذلك , النشاط الشمسي لا يزال له تأثير حتى على حافة
الغلاف الشمسي . كلا من المسافر 1و2 – مركبات فضائية – شهدت على تقلص وتزايد
الغلاف الشمسي على أثر هبوب الرياح الشمسية مما أدى إلى تمدد التيار المغناطيسي
للنظام الشمسي.
Our angry, stormy Sun
We know our Sun as a brilliantly bright sphere that rises in the east
and sets in the west each day. That’s a simple way to describe it; what really
goes on on its surface is far from the impression that it gives as it hangs,
almost calmly, in the daytime sky. While going anywhere near the Sun would be
suicide with the searing heat and penetrating radiation combining to fry you
alive in your spacesuit, technology has revealed this star to be an angry,
bubbling cauldron of solar activity.
First up are solar flares –
bursts of radiation from the sudden release of magnetic energy from active
regions on the Sun’s surface, the photosphere. These regions are centred on
sunspots, which are tangled knots of magnetic fields.
The flares release as much as a
sixth of the total amount of energy that the Sun releases every second, with
much of it in X-rays or ultraviolet light. The energy of a flare can drive a
cloud of charged particles to escape the solar corona in a coronal mass
ejection (CME).
The CME becomes a giant cloud of plasma hurtling through space and, when
CMEs are pointed towards Earth, they cause solar storms.
When a CME strikes the Earth’s magnetosphere, it overloads the system
and becomes a geomagnetic storm. Earth’s magnetosphere is compressed to
breaking point with charged particles flooding the magnetic field lines that
loop down on to the magnetic poles of the planet.
The particles excite atmospheric
gases (mainly oxygen and nitrogen), causing them to glow in eerie shimmering
curtains of light – the aurora borealis (northern lights) and the aurora
australis (southern lights).
Oxygen gas glows green, while nitrogen glows purplish-red – the two
primary colours seen in auroras. Usually low-level solar wind activity means
that the ‘auroral arc’ is kept, in the northern hemisphere, to the Arctic
Circle but the power of a geomagnetic storm can see the auroral arc extend to
more southerly latitudes, over Britain and Western Europe, as far south as
Spain or even, on very rare occasions, Florida in the United States.
The most severe solar storm on record was the Carrington event of 1859,
when auroras lit up the skies as far south as the tropics and telegraph wires
began to short, sparking electricity.
Those telegraph wires remind us that auroras are only the pretty side of
a geomagnetic storm. Although they are not directly harmful to people on the
ground, a storm instigated by a powerful CME can destroy our technology.
Satellites can short-circuit,
knocking out communications. Astronauts must take shelter from the radiation in
a special, shielded room onboard the International Space Station.
On the ground, power lines can become swamped by raw current from the
CME plasma – in 1989, a solar storm caused a large, nine-hour blackout in
Quebec in Canada. In our modern world, where we rely on electronic devices, the
nightmare scenario is that a powerful enough solar storm could stop everything
working, wiping computers, crashing the internet, knocking out global power
systems and disrupting communications.
It may take months to get
everything back online, in which time the world has been sent into
technological, social and economic chaos. We’re most vulnerable to solar storms
at solar maximum, which is the point in the Sun’s 11-year cycle of activity
when our nearest star is at its most active. Solar flares happen all the time,
and CMEs strike Earth frequently, but only rarely are they as powerful as the
solar activity that plunged Quebec into darkness. However, scientists are
currently unable to predict solar activity or when the next big CME will be.
All of this takes place in the Sun’s heliosphere, which is the extent of its
magnetic influence throughout the Solar System, where the solar wind still
blows. The heliosphere goes out past the orbit of Pluto.
The Voyager 1 spacecraft is
currently 118 times further from the Sun than Earth is, and yet it has still to
leave the heliosphere.
CMEs disperse and lose power the deeper they get into the Solar System.
However, solar activity can still have an effect, even on the edge of the
heliosphere. Both Voyager 1 and 2 have experienced the heliosphere swelling and
shrinking on gusts of the solar wind that inflate the Solar System’s magnetic
bubble.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق