مقدمة لبداية دورة الطاقة الشمسية 25؟ الشمس في هيدروجين ألفا من 25 أغسطس 2018 ، تظهر بقعة شمسية غامضة AR 2720. حقوق الطبع والنشر والصورة: داميان ويثرلي .
ما خطب الشمس؟ كما قلنا سابقا ما الشمسليس كذلكالقيام به هو الخبر الكبير لعام 2018 في علم الفلك الشمسي. الآن ، أرسلت لنا الشمس كرة منحنى أخرى في نهاية الأسبوع الماضي ، مع الحكاية الغريبة لبقعة الشمس المتنامية AR 2720.
نحن نتجه حاليًا نحو الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، ومن المتوقع وصوله في عام 2019 الشمس ينتقل من دورة الطاقة الشمسية 24 إلى دورة الطاقة الشمسية 25. تمر الشمس بدورات مدتها 11 عامًا ، يزداد خلالها النشاط الشمسي وينحسر بطريقة يمكن التنبؤ بها إلى حد ما. يعود تتبع هذا النشاط إلى بداية الدورة الشمسية الأولى في عام 1755. واليوم ، أفسح الرسم التخطيطي البسيط وحساب أرقام البقع الشمسية الطريق للعمليات الأرضية والفضائية التي تراقب الشمس على مدار الساعة.
كمجتمع يعتمد على التكنولوجيا ، من المهم معرفة ما تفعله الشمس. يمكن أن تسبب التوهجات الشمسية يومًا سيئًا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والأقمار الصناعية ورواد الفضاء الموجودين حاليًا في الفضاء. حتى طاقم الطيران والركاب يحصلون على جرعة أعلى بشكل ملحوظ من الإشعاع أثناء العواصف الشمسية ، خاصة أثناء عبور القطبين والرحلات الجوية عبر المحيطات. وحدث مثل 1859 كارينغتون سوبر مضيئة من شأنه أن يعيث فسادا اليوم.
مع اقتراب نهايتها ، أصبحت الدورة الشمسية 24 الآن أكثر الفترات تمحيصًا في علم الفلك الشمسي ... لكنها لم تكن طبيعية على الإطلاق. أولاً ، كانت فترة الانتقال من الدورة الشمسية 24 إلى الدورة الشمسية 25 عميقة وعميقة ، وهي الأعمق منذ أكثر من قرن. تميز عام 2008 بـ 268 يومًا نظيفًا ، وعندما وصلت الدورة 24 أخيرًا ، كانت متقطعة وباهتة في أحسن الأحوال ، ولم تنتج سوى عدد قليل من البقع الشمسية البارزة.
الآن ، الانتقال من الدورة 24 إلى 25 يسير على الطريق الصحيح إلى القمة ، مع 132 يومًا نظيفًا على وجه الأرض من سول بالفعل اعتبارًا من 29 أغسطسذأو 55٪ من الوقت ، وترك البعض علماء الفلك الشمسي لاقتراح أنه إذا استمر الاتجاه ، فقد تكون دورة الطاقة الشمسية رقم 25 مفقودة في العمل معًا ...
أم أنها سوف؟
تحدى نمو منطقة البقع الشمسية النشطة AR 2720 الاتجاه العام لعام 2018 قبل أن تدور حول الطرف الشمسي وبعيدًا عن الأنظار ، متسائلاً السؤال: هل وصلت الدورة الشمسية رقم 25؟ باعتبارها كرة ضخمة من الغاز ، لا تدور الشمس بشكل موحد ، بل تدور حول محورها مرة واحدة كل 34 يومًا بالقرب من قطبيها ، و 25 يومًا بالقرب من خط الاستواء الشمسي.
الشويكات الدوامة للمنطقة النشطة للبقع الشمسية 2720 ، ربما تكون نذيرًا للدورة الشمسية الجديدة. حقوق نشر الصورة وحقوق النشر: جوزيف بريماكومب . (ملاحظة: يقع السيد Brimacombe في أستراليا ؛ في هذه الصورة ، يوجد AR 2720 في الأسفل!)
ولكن كيف نعرف أن دورة شمسية جديدة قد وصلت ، وأن بقعة شمسية معينة هي عضو؟
يلعب عاملان دور في تحديد أن دورة شمسية جديدة جارية بالفعل: ظهور بقع شمسية جديدة عند خطوط العرض الشمسية العالية نسبيًا ، وانعكاس المجال المغناطيسي للشمس.
يمكن رؤية العامل الأول من خلال الملاحظة في الضوء الأبيض على مدى دورة شمسية ، وقد حدده ريتشارد كارينجتون لأول مرة في عام 1861 ثم صقله غوستاف سبورر في قانون يحمل اسمه الآن. لاحظ Spörer رسم تخطيطي لمظهر البقع الشمسية بمرور الوقت حسب خطوط العرض ، وستحصل على 'رسم بياني للفراشة' مرتب يصور الدورة الشمسية لمدة 11 عامًا من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى.
'رسم بياني فراشة' محدث للدورات الشمسية المتعاقبة طويلة المدى ، يصور قانون سبورفر. الائتمان: NASA / MSFC / قسم الفيزياء الشمسية.
كان على القطعة الثانية من اللغز انتظار وصول 20ذتكنولوجيا القرن لعلماء الفلك لكشفه. كان معروفًا طوال 19ذقرن من الزمان كان هناك مكون مغناطيسي للشمس ، كما يتضح من الخراب الكهرومغناطيسي وتعزيز النشاط الشفقي الذي يمكن أن تحدثه العواصف الشمسية على الأرض. في عام 1908 ، جورج إليري هيل - أحد رواد علم الفلك الأمريكي - استخدم تلسكوب برج شمسي بطول 60 قدمًا تم تركيبه حديثًا في مرصد ماونت ويلسون لملاحظة أن السبيكيول يدور حول أزواج البقع الشمسية تدور في اتجاهين متعاكسين ، مثل الألياف المعدنية على ورقة في وجود مجال مغناطيسي في فصل العلوم بالمدرسة الثانوية.
الرسومات التخطيطية المبكرة والصور التي رسمها جورج هيل من عام 1892 ، تم إجراؤها من مرصد Hale’s Kenwood في شيكاغو. الائتمان: كارنيجي علم الفلك.
استخدم هيل مقياس الطيف Littrow الذي يبلغ ارتفاعه 9 أمتار والمرفق بتلسكوب البرج الشمسي لاستغلال ما يُعرف بتأثير زيمان - حيث يُظهر طيف البقع الشمسية إما انقسامًا أو اتساعًا ، دليل قطبيته - لاستنتاج المجال المغناطيسي للبقعة المحددة. أظهر هيل أن الشمس تعكس فعليًا مجالها المغناطيسي القوي في كل دورة شمسية ، وفترة الانعكاس التي تبلغ 22 عامًا ، بينما يُعرف نصف الكرة الأرضية نفسه بدورة هيل.
هيل الصورة التاريخية تُظهر الدوامات المتعارضة حول بقعتين شمسيتين من عام 1908 (على اليسار) والبرج الشمسي الحديث الذي يبلغ ارتفاعه 150 قدمًا في جبل ويلسون اليوم (على اليمين). الائتمان: المجال العام / Davefoc / ويكيميديا كومنز
وبالمثل ، تظهر أزواج البقع الشمسية في نصف الكرة الشمالي أو الجنوبي للشمس كما لو كانت معكوسة في مواجهة بعضها البعض في المغناطيسية ، تظهر الحركة المكانية للمجالات المغناطيسية داخل مجموعة البقع الشمسية ، مع جزء مظلم واحد (قطبية جنوبية ، تتحرك إلى الداخل) وجزء ساطع واحد (قطبية شمالية ، تتحرك للخارج). تذكر هذا العمل الذي يحوم في دوامة التي لاحظها هيل؟ حسنًا ، بالنظر إلى المغناطيسية من بقعة شمسية معينة ، ترى إما النقطة المضيئة التي تقود المجموعة أو تتبعها مقابل الدوران الشمسي ، وهذا ينقلب عندما يعكس أقطاب الشمس كل دورة شمسية.
قام هوراس بابكوك ببناء وتركيب أول مصور مغناطيسي حقيقي على التلسكوب الشمسي الذي يبلغ طوله 150 قدمًا في عام 1957 ، مما أتاح له التقاط أول صورة تليفزيونية مغناطيسية حقيقية للشمس ، والتي استغرق إنتاجها حوالي ساعة من الجهاز.
أول 'صورة' شمسية لبابوك باستخدام الرسم المغناطيسي لتلفازه. تنسب إليه: ناسا / بابوك / جبل ويلسون
اليوم ، يمكنك مشاهدة أحدث صورة للمخطط المغناطيسي للشمس بنقرة من الهاتف الذكي ، بإذن من مرصد الغلاف الجوي الشمسي (SOHO) وتطبيق طقس الفضاء التابع لناسا.
الحالة الغريبة للبقع الشمسية AR2720. تنسب إليه: ناسا تطبيق طقس الفضاء
وهو ما يعيدنا إلى الحالة الغريبة للمنطقة النشطة للبقع الشمسية 2720. لقد كانت بالفعل تظهر حافة رائدة مشرقة مطابقة نظيرتها الجنوبية (مثل هذا الاختلاط ليس نادرًا في الوقت الذي تقلب فيه الدورة الشمسية) ضربة في فئة 'من أجل' ، لكن خط عرضها لا يزال منخفضًا جدًا ، ضربة ضد. بقعة شاذة أخرى رأينا في أبريل الماضي يبدو أيضًا أنه ينتمي إلى الدورة الشمسية التالية.
مخطط مغناطيسي شمسي ، يُظهر مناطق ساطعة ومظلمة نشطة في نصفي الكرة الأرضية المتعاكسين. الائتمان: NASA / MSFC
هناك شيء واحد مؤكد: الشمس موضوع دراسي رائع ، وسوف تستمر في المفاجأة. احتفظ بفلاتر الطاقة الشمسية هذه في متناول يدك ، وشاهد تلك المخططات المغناطيسية عبر الإنترنت ، وسنرى ما يفعله AR 2720 عندما يعود حول الطرف الشمسي في غضون 12 يومًا تقريبًا.
(شكرنا لعالم الفلك كارل باتامس في مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية لمساعدتنا في شرح عملية تحديد عضوية الدورة الشمسية للبقع الشمسية!)