هل نحن مقبلون على نسخة القرن الحادي والعشرين من Maunder Minimum؟ توصل ثلاثة باحثين يدرسون ثلاثة جوانب مختلفة للشمس إلى نفس النتيجة: يمكن أن تتوقف الدورات الشمسية المنتظمة للشمس أو تدخل في حالة سبات. من المتوقع حدوث انخفاض كبير في النشاط الشمسي للدورة الشمسية التالية (الدورة رقم 25) ، ويمكن أن تكون الدورة الشمسية الحالية (رقم 24) هي آخر دورة نموذجية. قال الدكتور فرانك هيل من المرصد الوطني للطاقة الشمسية ، متحدثًا في مؤتمر صحفي اليوم: 'هناك ثلاثة أنواع مختلفة جدًا من الملاحظات التي تشير جميعها إلى نفس الاتجاه مقنعة للغاية'. 'قد تكون الدورة 24 هي آخر دورة عادية ، وقد لا تحدث 25 دورة.'
على الرغم من أن الشمس كانت نشطة مؤخرًا وهي تتجه نحو الحد الأقصى للطاقة الشمسية في عام 2013 ، إلا أن هناك ثلاثة أسطر من الأدلة تشير إلى دورة شمسية قد تكون في حالة توقف. وهي: تيار نفاث مفقود ، ونشاط أبطأ بالقرب من قطبي الشمس ، وحقل مغناطيسي ضعيف ، مما يعني تلاشي البقع الشمسية. هيل ، جنبًا إلى جنب مع الدكتور ريتشارد ألتروك من مختبر أبحاث القوات الجوية والدكتور مات بن من المرصد الوطني للطاقة الشمسية ، درسوا بشكل مستقل الجوانب المختلفة للشمس الداخلية والسطح المرئي والهالة وجميعهم يتفقون على أن الدورة 25 ستكون انخفض بشكل كبير أو قد لا يحدث على الإطلاق.
النشاط الشمسي ، بما في ذلك عدد البقع الشمسية ، يرتفع وينخفض في المتوسط كل 11 عامًا - أحيانًا تكون الدورات قصيرة مثل 9 سنوات ، وأحيانًا أخرى تصل إلى 13 عامًا. تنعكس الأقطاب المغناطيسية للشمس كل 22 عامًا تقريبًا ، لذا فإن 11 عامًا هي نصف دورة الفاصل المغناطيسي.
يوضح 'مخطط الفراشة' موقع البقع الشمسية على مدى 12 دورة شمسية. تظهر البقع الشمسية على مجموعة من خطوط العرض التي تتمحور حول التيارات النفاثة المهاجرة التي تتبع نمطًا واضحًا ، وتتجه من خطوط العرض الأعلى إلى خطوط العرض المنخفضة على الشمس. ترتبط خطوط العرض النشطة بتدفقات المنطقة المتنقلة أو 'التيارات النفاثة' التي تختلف خلال الدورة. الائتمان: SWRI
السطر الأول من الأدلة هو تباطؤ تدفق البلازما داخل الشمس ، وتدفق شرق / غرب للغازات تحت سطح الشمس تم اكتشافه عبر علم الزلازل باستخدام المركبات الفضائية مثل مرصد ديناميكا الشمس (SDO) أو SOHO وأيضًا مع التذبذب العالمي محطات مراقبة Network Group (GONG) ، وهي نظام يقيس النبضات على سطح الشمس لفهم البنية الداخلية للشمس. يشير تدفق البلازما عادةً إلى بداية تكوين البقع الشمسية للدورة الشمسية التالية. في حين أن هذا النهر ينحسر ويتدفق خلال الدورة ، فإن 'التذبذبات الالتوائية' - التي تبدأ عند خطوط العرض الوسطى وتهاجر نحو خط الاستواء - وتبدأ عادةً في التكوين للدورة الشمسية التالية لم يتم اكتشافها بعد.
تُظهر المخططات الزمنية لخطوط العرض للتيارات النفاثة تحت سطح الشمس الإغلاق المفاجئ لآلية الدورة الشمسية. تتشكل التيارات النفاثة الجديدة عادةً عند خط عرض 50 درجة تقريبًا (كما في 1999 في هذه القطعة) وترتبط بالدورة الشمسية التالية بعد 11 عامًا. من المتوقع أن تتشكل التدفقات النفاثة الجديدة المرتبطة بحد أقصى من الطاقة الشمسية في المستقبل 2018-2020 بحلول عام 2008 ولكنها غير موجودة حتى الآن ، مما يشير إلى تأخر الدورة 25 أو فقدها. Credit: SWRI
قال هيل إن الرسم أعلاه أساسي لفهم المشكلة. وقال: 'كان من المفترض أن يظهر تدفق الدورة 25 في عام 2008 أو 2009 لكنه لم يحدث ولا نرى أي مؤشر على ذلك'. 'يشير هذا إلى أن بداية الدورة 25 قد تتأخر حتى عام 2021 أو 2022 ، بحد أدنى رائع مما شهدناه للتو ، أو قد لا يحدث على الإطلاق.'
تُظهر قطع السطوع الإكليلي مقابل خط العرض الشمسي 'اندفاعًا إلى القطبين' يعكس تكوين القص تحت السطحي في المناطق القطبية الشمسية. 'الاندفاع الحالي إلى القطبين' متأخر وضعيف ، مما يعكس عدم وجود قص جديد تحت الغلاف الضوئي. لاحظ أن الرسم البياني يصور كلا من نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي مضافين في خريطة واحدة للنشاط المغناطيسي الشمسي ، وأن الأنماط تتوافق مع مخطط الفراشة أعلاه. الائتمان: SWRI
السطر الثاني من الأدلة هو تباطؤ 'الاندفاع إلى القطبين' ، المسيرة السريعة للنشاط المغناطيسي في القطب الشمالي التي لوحظت في هالة الشمس الخافتة. قال ألتروك إن النشاط في الهالة الشمسية يتبع نفس نمط التذبذب الذي وصفه هيل ، وأنهم كانوا يراقبون النمط منذ حوالي 40 عامًا. يرى الباحثون الآن نمطًا ضعيفًا وبطيئًا جدًا في هذه الحركة.
قال ألتروك: 'الشيء الأساسي الذي يجب فهمه هو أن تلك السمات الإكليلية الرائعة والحساسة هي في الواقع هياكل مغناطيسية قوية وقوية متجذرة في باطن الشمس'. 'التغييرات التي نراها في الإكليل تعكس التغييرات في أعماق الشمس.'
في نمط معروف ، يظهر نشاط شمسي جديد أولاً عند خط عرض 70 درجة تقريبًا في بداية الدورة ، ثم باتجاه خط الاستواء مع تقادم الدورة. في الوقت نفسه ، تدفع الحقول المغناطيسية الجديدة بقايا الدورة الأقدم بمقدار 85 درجة باتجاه القطب. قال ألتروك: 'في الدورات الشمسية السابقة ، حدث الحد الأقصى للطاقة الشمسية عندما وصل الاندفاع إلى القطبين إلى متوسط خط عرض 76 درجة'. 'الدورة 24 بدأت متأخرة وبطيئة وقد لا تكون قوية بما يكفي لخلق اندفاع إلى القطبين ، مما يشير إلى أننا سنرى حدًا أقصى ضعيفًا للغاية للطاقة الشمسية في عام 2013 ، هذا إذا حدث أصلاً. ليس من الواضح ما إذا كانت الطاقة الشمسية القصوى كما نعرفها '.
وأضاف ألتروك أنه إذا لم تحدث 'الاندفاع' ، فلا أحد يعرف ما سيحدث في المستقبل لأنه لم يقم أحد بنمذجة ما يحدث دون هذا الاندفاع إلى القطبين.
انخفض متوسط شدة المجال المغناطيسي في البقع الشمسية بشكل مطرد لأكثر من عقد من الزمان. يشمل الاتجاه البقع الشمسية من الدورات 22 و 23 و (الدورة الحالية) 24. الائتمان: SWRI
السطر الثالث من الأدلة هو اتجاه إضعاف طويل المدى في قوة البقع الشمسية. توقع بن ، جنبًا إلى جنب مع زميله ويليام ليفينجستون ، أنه بحلول الدورة 25 ، ستكون الحقول المغناطيسية التي تنفجر على الشمس ضعيفة جدًا بحيث لا تتشكل سوى القليل من البقع الشمسية.
باستخدام أكثر من 13 عامًا من بيانات البقع الشمسية التي تم جمعها في تلسكوب McMath-Pierce في Kitt Peak في أريزونا ، لاحظ Penn و Livingston أن متوسط شدة المجال انخفض بنحو 50 جاوس سنويًا خلال الدورة 23 والآن في الدورة 24. كما لاحظوا تلك البقعة ارتفعت درجات الحرارة تمامًا كما هو متوقع لمثل هذه التغييرات في المجال المغناطيسي. إذا استمر الاتجاه ، ستنخفض شدة المجال إلى ما دون عتبة 1500 غاوس وستختفي البقع إلى حد كبير لأن المجال المغناطيسي لم يعد قوياً بما يكفي للتغلب على قوى الحمل الحراري على سطح الشمس.
قال بن: 'الأشياء تندلع على الشمس ، لكن ليس لديهم الطاقة لخلق البقع الشمسية.'
ولكن في 1645-1715 كانت الفترة المعروفة باسم Maunder Minimum ، وهي فترة 70 عامًا مع عدم وجود بقع شمسية تقريبًا. تزامن الحد الأدنى من Maunder مع الجزء الأوسط والأبرد من العصر الجليدي الصغير ، حيث شهدت أوروبا وأمريكا الشمالية فصول شتاء شديدة البرودة. لم يتم إثبات ما إذا كانت هناك علاقة سببية بين نشاط البقع الشمسية المنخفض والشتاء البارد. ومع ذلك فقد لوحظ انخفاض درجات حرارة الأرض أثناء نشاط منخفض للبقع الشمسية. إذا كان الباحثون على صواب في توقعاتهم ، فهل سنواجه انخفاضًا مشابهًا في درجات الحرارة؟
قال هيل إن بعض الباحثين يقولون إن نشاط الشمس يمكن أن يلعب أيضًا دورًا في تغير المناخ ، لكن في رأيه ، الدليل ليس واضحًا. علق ألتروك على أنه لا يريد أن يتكلم عن كيفية تأثير تراجع نشاط الشمس على مناخ الأرض ، وأضاف بن أن الدورة 25 قد توفر فرصة جيدة لمعرفة ما إذا كان النشاط على الشمس يساهم في تغير المناخ على الأرض.
مصدر: معهد الجنوب الغربي للبحوث ، مؤتمر صحفي عبر الهاتف
صورة رئيسية بفضل سيزار كانتو في مونتيري ، المكسيك في مرصد تشيليدوج. شاهد المزيد على موقعه على الإنترنت ، علم الفلك والتصوير الفلكي.
يمكنك متابعة المحرر الأول في Universe Today نانسي أتكينسون على Twitter:Nancy_A. تابع Universe Today للحصول على آخر أخبار الفضاء والفلك على Twitteruniversetoday وعلى موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك.