الشمس كما لم تعرفها من قبل

مركز مجموعتنا الشمسية ومصدر الطاقة الرئيسي لكوكب الأرض، وتلعب دوراً أساسياً في الحفاظ على استمرارية الحياة على الأرض.

بين الشمس والأرض علاقة وطيدة منذ مليارات السنين , تعرضت خلالها الأرض لكثير من التحولات بسبب عوامل كونية مثل القصف النيزكي المتواصل وسيل مستمر من الأشعة الكونية الفتّاكة والعواصف والرياح الشمسية .

العواصف والرياح التي نعرفها تُحدث اضطرابات في الغلاف الجوي كمانعلم، وأيضاً تُحدث العواصف والرياح الشمسية اضطرابات للأرض ولكن أكثر ما يتأثر بتلك الاضطرابات هو المجال المغناطيسي للأرض الذى هو بمثابة درع واقي من تلك العواصف المدمرة.

والعواصف الشمسية واحدة من الظواهر الشائعة التي تتعرض لها الأرض كل فترة , تزداد أوتقل حسب نشاط الشمس.

قبل أن نسترسل فى الحديث عن تلك الظواهر وأسبابها وتأثيرها علينا , نتعرف أولاً على ” المصدر ” ..

السيرة الذاتية

الاسم: الشمس

النوع: نجم

العمر: 4.5 مليارسنة

الوظيفة: إمداد الأرض بالطاقة اللازمة لاستمرار الحياة

العنوان: الذراع السابع لمجرة درب التبانة – مركز المجموعة الشمسية

Local Interstellar Cloud, Local Bubble, Orion–Cygnus Arm, Milky Way

الكتلة: 1.9891 ×كيلوجرامأ وتساوى 333,000 مرة كتلة الأرض

الحجم: 1.412 × كيلومتر مكعب أو تستطيع احتواء 1,300,000 كوكب في مثل حجم الأرض

البُعد عن الأرض :150مليون كيلومتر أو 8 دقائق ونصف بسرعة الضوء

درجة الحرارة:

فى القلب : 15.5 مليون درجة سلزيوس
على السطح: 5,500 درجة سلزيوس
في الغلاف الجوي : 5 مليون درجة سلزيوس
المكونات :
الهيدروجين : 73.5 %
الهيلويم: 24.9 %
عناصر أخرى: 1.6 %

التركيب الداخلى من الداخل للخارج :
النواة Core
المنطقة الإشعاعية Radiative Zone
منطقة الحمل الحرارى Convection Zone
سطح الشمس Photosphere
الطبقة الملونة Chromosphere
إكليل الشمس Corona
أهم الظواهر الشمسية
البقع الشمسية ( Sunspots)
الدورة الشمسية ( Solar Cycle )
الإنبعاث الكتلي الكليلي( Coronal Mass Ejection CME)
التوهجات الشمسية ( Solar Flares )
الرياح الشمسية ( Solar Winds )
نبدأ الحديث عن البقع الشمسية أو تُسمى أحياناً بالكلف الشمسي , تلك النقاط السوداء الصغيرة التي نراها على سطح الشمس عند النظر إليها من خلال تليسكوب مجهّزبفلتر خاص لرصد الشمس , و لكن ما هي تلك البقع ؟

البقع الشمسية عبارة عن مناطق على سطح الشمس تحدث فيها اضرابات مغناطيسية , و هي أماكن نشطة تنبعث منها كميات كبيرة من البلازما و الإشعاعات .

و لكن كيف لها أن تظهر سوداء بالرغم من نشاطها الكبير ؟

يرجع ذلك إلى أن درجة حرارتها أقل من المناطق المحيطة بها , و من خلال التباين الكبير في مستويات الإشعاع الصادر تظهر كنقاط سوداء .

يمكن أن تصل مساحتها إلى أضعاف مساحة الأرض أو أصغر منها حسب درجة النشاط الشمسي .

للشمس دورة نشاط و خمول مدتها 11 سنة و تتكرر باستمرار , و يرجع سببها إلى أن الشمس عبارة عن كرة من الغاز الساخن المتأين أو كما يُعرف باسم ” البلازما ” و هي عبارة عن شحنات كهربية متحركة , لذلك تُولّد مجالات مغناطيسية .

يُمكن اعتبار الشمس كأنها كرة من المجلات الكهرومغناطيسية المتشابكة , و هذا التشابك في غاية التعقيد و سببه أن الشمس عبارة عن طبقات و كل طبقة لها سرعة دورانية مختلفة عن الأخرى , الطبقات القريبة من القطبين سرعتها أقل من سرعة الطبقات عند خط الاستواء الشمسي لأن الشمس متكونة من غازات متأينة و عند القطبين المجال المغناطيسيالشمسى ضعيف .

نتيجة لاختلاف سرعات الطبقات تتشابك مجالاتها المغناطيسية معاً و تُشكل مناطق تشبه العُقد , و هذه العُقد هي ما يظهر على سطح الشمس كنقاط سوداء و نطلق عليها اسم البقع الشمسية .

عند وصول التشابك المغناطيسي لأقصى درجاته تكون الشمس في أقصى درجات نشاطها, أي تنبعث منها كميات هائلة من المادة و الطاقة في كل الاتجاهات , و أحياناً تُصيب الأرض مباشرة , ثم تعكس الشمس اتجاه دورانها و اتجاه مجالها المغناطيسي ليتفكك التشابك و يرجع المجال المغناطيسي لحالته المستقرة , و عند الوصول لتلك الحالة تكون الشمس فيأدنى درجات نشاطها .. و هكذا .

ذكرنا أن الشمس تُطلق كميات كبيرة من المادة و الطاقة في حالات النشاط الزائد و هي الانبعاث الكتلي الإكليلي , وهي تعتبر جزء من الشمس هرب منها و هي كميات هائلة من البلازما تصل كتلتها إلى آلاف الأطنان , تتكون معظمها من من الالكترونات و البروتونات و بعض العناصر الأخرى .

و تحدث هذه الظاهرة بسبب ” إعادة اتصال المجالات المغناطيسية ” , و هذا يحدث على سطح الشمس عند مناطق التشابك المغناطيسي , عندها يحدث إعادة اتصال بين المجالات المغناطيسية ذات الاتجاهات المختلفة فتحدث ثغرة فى المجال المغناطيسي و تهرب من خلالها كميات كبيرة من البلازما في الفضاء .

يُصاحب هذا الهروب الكبير كميات هائلة من الإشعاع أو كما تُعرف باسم الوهج الشمسي .

و تحدث بسبب تولد مجال كهربي نتيجة التغير المُفاجئ في المجال المغناطيسي,و هذا المجال الكهربي يُسرع الشحنات و بدورها تُصدر إشعاعات بترددات مختلفة و يُمكن رصد هذا الإشعاع بواسطة أجهزة معينة كتلك الموجودة على الأقمار الصناعية الخاصة برصد الشمس , و لعل أشهرها يُسمى ” SOHO ” .

الرياح الشمسية عبارة عن تيار مستمر من الشحنات الخارجة من الشمس في جميع الاتجاهات , تزداد شدتها و قوتها في حالات النشاط الزائد , و تتكون من البروتونات و الالكترونات و تستطيع الهروب من جاذبية الشمس بسبب سرعتها الكبيرة , و تصدر تلك الرياح بكميات كبيرة من مناطق تُعرف باسم ” Coronal Holes ” أو الفوهات الإكليلية , و هي تعتبر بوابات مفتوحة في المجال المغناطيسي تهرب من خلالها الجيسمات .