تشير دراسة جديدة إلى أن الدورة الشمسية 25 قد تكون أقوى مما كان متوقعًا في السابق.
إنه السؤال الكبير في علم الفلك الشمسي لعام 2021 والعقد الجديد. هل ستبهر دورة الطاقة الشمسية 25 المراقبين ، أم أنها ستكون عملية فاشلة؟ تتعارض دراسة جديدة مع الإجماع ، مما يشير إلى أننا قد نكون في رحلة برية ... إذا كانت التنبؤات والتحليلات لتحولات الدورة الشمسية السابقة صحيحة.
آخر دورة للطاقة الشمسية 24 كانت أ تاريخي غير مؤدٍ ، بدءًا من أوائل عام 2011 (بناءً على إنهاء الدورة 23). أنتجت هذه الدورة الباهتة عددًا من البقع الشمسية يبلغ 116 فقط ، وتميزت بسنة (2019) مع أكثر من 281 يومًا نظيفًا (أي 77٪ من السنة) لوجه الشمس نحو الأرض ، وهو أطول ندرة للبقع الشمسية منذ أكثر من قرن.
اعتقد العديد من علماء الفلك الشمسي أن الدورة الشمسية 25 ستحذو حذوها ... أو ستغيب جميعًا ، في نوع جديد من الحد الأدنى العميق من الطاقة الشمسية. في سبتمبر من العام الماضي ، عقدت وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) اجتماع لوحة توقع الدورة الشمسية 25 ورددوا هذا الشعور ، مستخدمين نماذج فيزياء شمسية للتنبؤ بذلك دورة الطاقة الشمسية 25 سيكون ضعيفًا أيضًا.
أم أنها سوف؟ أ دراسة جديدة مستحق -دورات النشاط المغناطيسي المتداخلة ورقم البقع الشمسية: التنبؤ بدورة البقع الشمسية 25 السعةالمنشور في عدد نوفمبر 2020 منالفيزياء الشمسيةيوضح أن كل شيء قد لا يكون كما يبدو عندما يتعلق الأمر بنجمنا المضيف. على وجه التحديد ، نظر علماء المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR) في الدراسة في 270 عامًا من أرقام البقع الشمسية ، باستخدام تحليل رياضي. ما وجدوه هو أنه كلما انتهت الدورة مبكرًا ، كلما كانت الدورة التالية أقوى ، بمجرد أن تكون على قدم وساق. مع حدوث حد أدنى من الطاقة الشمسية بعد أقل من تسع سنوات بقليل للدورة 24 في ديسمبر 2019 ، يشير هذا التحليل الجديد إلى أن دورة الطاقة الشمسية 25 قد تشهد عودة النشاط الشمسي والبقع الشمسية مع الانتقام. كانت آخر مرة حصلنا فيها على إنهاء قصير لمدة تسع سنوات هي الدورة 18 في الخمسينيات من القرن الماضي ، والتي أعقبتها الدورة الشمسية 19 ، وهي واحدة من أقوى الدورة في العشرين.ذمئة عام.
بقعة شمسية عالية الدقة ، ظهرت في الصورة الأولى التي تم إصدارها في أواخر عام 2020 من التلسكوب الشمسي Inouye. تنسب إليه: NSF / AURA / NSF
قال سكوت ماكينتوش ، العالم في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي والمؤلف الرئيسي في الدراسة: 'لقد بدأت الدورة 25 بالتأكيد واختفت معظم آثار 24'الكون اليوم. 'من المحتمل أن تكون الدورة 25 أعلى من المتوسط - يجب أن تنتظر التنبؤات النهائية حتى حدوث (الحدث) المنهي.'
يمكن أن تختلط البقع الشمسية ذات الدورات المختلفة بالقرب من الحد الأدنى ، مما يجعل نقطة النهاية الدقيقة للدورة غير واضحة. يتحقق علماء الفلك الشمسي من عضوية مجموعة البقع الشمسية من خلال خط العرض والقطبية. في الوقت الحالي ، يأمل الباحثون في تحديد نهاية رسمية للدورة 24 في عام 2021 لعمل توقع نهائي للدورة الشمسية سعة 25.
يقول ماكنتوش: '(نقطة النهاية) هي مقياس لمدى قوة العصابات الممغنطة في دورة هيل. يؤدي التفاعل القوي إلى مزيد من التداخل والدورات الأضعف. يؤدي التفاعل الأضعف إلى دورات أقل تداخلًا وأقوى. ومن المثير للاهتمام ، أن 11 عامًا من الفصل الفاصل سيؤدي إلى دورة 'متوسطة' الحجم. في فبراير 2021 سنبلغ 10 سنوات '.
ملاحظات 11 سنة دورة شمسية (نصف دورة هيل التي تبلغ 22 عامًا ، مما يسمح للوقت الذي يستغرقه نفس نصف الكرة من الشمس للعودة إلى نفس القطبية بين التقلبات) هو أحد أطول السجلات الفلكية غير المنقطعة ، ويعود إلى عدة قرون. يعود الترقيم الحالي لسلسلة الدورة الشمسية إلى عام 1755.
يتم اشتقاق رقم البقع الشمسية كمتوسط مرجح. يُعرف هذا أيضًا باسم رقم الذئب ، نظرًا لأن نظام حساب عدد البقع الشمسية يعود إلى عالم الفلك يوهان رودولف وولف في عام 1848. تم تحسين هذا النظام مؤخرًا في عام 2015 بواسطة مؤشر البقع الشمسية والأرصاد الشمسية طويلة المدى ( سيلسو ) انطلاقا من المرصد الملكي في بروكسل ، بلجيكا. في عام 2013 ، اقترح باحثو جامعة ميشيغان في آن هاربور أن أعداد البقع الشمسية الخام قد لا تكون الطريقة الوحيدة أو حتى أفضل طريقة لقياس الحالة الحالية للدورة الشمسية . بدلاً من ذلك ، اقترح الباحثون أن قوة واتجاه ورقة تيار الغلاف الشمسي قد تكون مؤشرًا أفضل للصحة الشمسية.
تبدأ البقع الشمسية في دورة جديدة عادةً عند خطوط العرض الشمسية العالية ، وتشق طريقها نحو خط الاستواء الشمسي لاحقًا في الدورة فيما يُعرف باسم قانون Spörer. يمكنك في الواقع تحديد ذلك من خلال خط العرض مقابل الوقت وإنشاء مخطط فراشة لكل دورة شمسية:
خط عرض البقع الشمسية بمرور الوقت ، مقابل عدد البقع الشمسية. تنسب إليه: ناسا / إم إس إف سي
هل ستكون دورة الطاقة الشمسية 25 قوية؟ الخبر السار هو أننا قد لا نضطر إلى الانتظار طويلاً حتى عام 2021 لمعرفة النموذج الصحيح. في الواقع ، لدينا واحدة من أكبر البقع الشمسية في السنوات الأخيرة مرئية في نهاية عام 2020 ... فقط لتظل الشمس صامتة حتى بداية عام 2021.
توقعات NOAA لدورة الطاقة الشمسية 25. الائتمان: NOAA .
قالت جوليانا دي توما (التي لم تكن جزءًا من الدراسة) ، عالمة الطاقة الشمسية التابعة لـ NCAR / مرصد High Altitude ، 'ما زلنا لا نملك فهمًا كاملاً للأصل المادي للدورة الشمسية'الكون اليوم. 'الوقت سيحدد ما إذا كان هذا صحيحًا. تعد قوة الدورة الشمسية 25 اختبارًا مهمًا للغاية لهذه النظرية الجديدة. تتنبأ معظم مخططات التنبؤ بدورة شمسية ضعيفة 25 ، بما في ذلك تلك التي تستخدم قوة المجالات المغناطيسية القطبية للشمس عند الحد الأدنى من الطاقة الشمسية كمؤشر على قوة الدورة التالية. إذا كانت الدورة الشمسية 25 عبارة عن دورة قوية حقًا ، فسوف تشكك بجدية في هذا النهج القديم والشائع ، والذي أعطى التنبؤ الصحيح لأربع دورات. '
البعثات الشمسية لمشاهدة
هذه المرة ، تستعد البشرية لدراسة الشمس كما لم يحدث من قبل. مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية (SDO) التابع لوكالة ناسا ، بعثة مرصد الغلاف الجوي الشمسي المشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (سوهو) ، و STEREO-A ، ومسبار باركر الشمسي ، ومهمة المركبة الشمسية المدارية المشتركة بين وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ووكالة الفضاء الأوروبية ، كلها في الفضاء لدراسة الشمس. إن دور النشاط الشمسي بالقرب من القطبين (مكان نادرًا ما تُرى فيه البقع الشمسية) مثير للاهتمام بشكل خاص ... ستوفر المركبة الشمسية المدارية مناظر بزاوية منخفضة للقطبين بالقرب من الحد الأقصى للشمس التالي ، بدءًا من عام 2025. مهمة سولاريس التابعة لوكالة ناسا تم اختياره أيضًا لدراسة مفاهيمية مؤخرًا ، وسيستهدف أيضًا الأقطاب الشمسية إذا تم إطلاقه في حوالي عام 2025 في مهمة اسمية مدتها خمس سنوات.
الوجوه العديدة لسول ، مقدمة من مهمة المركبة الشمسية المدارية المشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. تنسب إليه : المدار الشمسي / EUI / PHI / ESA / NASA
إن معرفة ما تفعله الشمس أمر بالغ الأهمية أيضًا ، حيث تتزايد مبادرة Artemis لإعادة البشر إلى القمر في السنوات القادمة. هناك في الواقع معركة دفع وسحب عندما يتعلق الأمر بالنشاط الشمسي مقابل الأشعة الكونية القادمة: يؤدي النشاط الشمسي العالي إلى دفع الفقاعة الشمسية المحلية للخارج ، مما يقلل من قصف الأشعة الكونية ... والعكس صحيح عندما تكون الشمس في حدها الأدنى ، ولكن بالطبع ، ثم يتعين على رواد الفضاء بعد ذلك التعامل مع التوهجات الشمسية الخطيرة. ستقيس أول تجربتين مخطط لهما للبوابة القمرية التي تدور حول القمر التعرض للإشعاع التراكمي في البيئة القريبة من القمر ، وكذلك التجارب على متن خدمات الحمولة القمرية التجارية التابعة لناسا ( CLPS ) المركبة الفضائية القمرية الأولى من Astrobotic Lunar Peregrine والآلات البديهية Nova-C Lander ، والتي ستجلب تجارب مماثلة على سطح القمر هذا الصيف.
المزيد قادم؟ شروق الشمس في بقعة شمسية من أواخر عام 2020. Credit: Dave Dickinson.
بالنسبة للمراقبين الشمسيين ، قد يعني هذا المزيد من البروز الشمسي والبقع الشمسية والشفق القطبي الذي يجب الانتباه إليه في السنوات القادمة. سواء كانت الدورة الشمسية التالية تتلاشى أو تبهر ، فإن الأمر يستحق دائمًا مراقبة نجمنا المضيف ، الشمس الوحيدة التي يتعين علينا دراستها عن قرب.
ائتمان الصورة الرئيسية: أحد العناصر البارزة الأولى في عام 2021. الائتمان: روجر هاتشيسون .