دراسة جديدة تجد أن الشمس قد تكون قادرة فيزيائياً على إنتاج توهجات فائقة

إعادة تقييم السمعة الهادئة للشمس

الشمس نجم ديناميكي يطلق التوهجات بشكل متكرر. يمكن توجيه هذه الانفجارات من الطاقة في أي اتجاه، وأحياناً تكون موجهة نحو الأرض. ومع ذلك، عند مقارنتها بنجوم أخرى تشبه الشمس، بدا نجمنا هادئاً بشكل غير معتاد. لم يُلاحظ أنه ينتج التوهجات الفائقة التي تظهر على بعض النجوم المماثلة. لسنوات، تم التعامل مع هذا الضبط الظاهري كخبر سار. حتى أن بعض العلماء اقترحوا أن غياب التوهجات الفائقة كان عاملاً حاسماً في السماح للحياة المعقدة بالظهور والازدهار على الأرض.

هذا الافتراض يواجه الآن تدقيقاً جديداً. دراسة جديدة بقيادة ناتالي كريفوفا من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي، مع مؤلفين مشاركين، نُشرت في Philosophical Transactions A، تشكك في فكرة أن الشمس لا يمكنها توليد مثل هذه الانفجارات القوية. العمل لا يتعامل مع التوهجات الفائقة كتنبؤ فوري، لكنه يشير إلى أن الشمس قد تكون قادرة فيزيائياً عليها. بالنسبة لعالم يعتمد بشكل متزايد على التكنولوجيا المتقدمة، فإن هذا الاحتمال يحمل وزناً. وكما تشير التداعيات الأوسع للمؤلفين، فإن مجتمعاً تكنولوجياً للغاية قد يتحمل في النهاية وطأة مثل هذا الحدث.

المناطق النشطة وميكانيكا التوهجات

لفهم سبب أهمية هذا الاكتشاف، من المفيد مراجعة كيفية عمل التوهجات الشمسية. يصبح المجال المغناطيسي للشمس ملتوياً في مناطق تسمى المناطق النشطة. عندما تنكسر هذه الهياكل المغناطيسية الملتوية وتعيد الاتصال، فإنها تطلق كمية كبيرة من الطاقة المخزنة. هذا الإطلاق هو التوهج الشمسي. تُعرف المناطق النشطة عادة بالبقع الشمسية، وبعد الارتداد المغناطيسي تترك وراءها منطقة متوهجة متبقية تسمى شريط التوهج.

هذه السمات ليست مجرد غرائب بصرية. إنها توفر طريقة لربط ما يمكن ملاحظته على سطح الشمس بالطاقة التي قد يطلقها التوهج. لعقود، جمع العلماء بيانات عن الشمس وراقبوا التوهجات بعناية، محاولين فهم العلاقة بين حجم المنطقة النشطة، وأشرطة التوهج الناتجة، وإجمالي الطاقة المنبعثة.

علاقة إحصائية واضحة

استخدمت الدراسة الجديدة بيانات من مرصد ديناميكيات الشمس التابع لناسا التي جُمعت بين عامي 2010 و2016. حلل المؤلفون ما اعتبروه علاقة حاسمة: المساحة الإجمالية للمنطقة النشطة، وحجم أشرطة التوهج التي أنتجتها، وإجمالي الطاقة المنبعثة عند تشكل تلك الأشرطة. كشف تحليلهم عن ارتباط إحصائي قوي ودقيق. حدسياً، كلما كانت المنطقة النشطة أكبر، كان حجم منطقة الشريط أكبر، وكانت الطاقة القصوى المحتملة للتوهج أكبر. والأهم من ذلك، وجد الباحثون أن طاقة التوهج تتناسب أُسّياً مع مساحة الشريط.

هذه العلاقة الأُسّية لها تداعيات كبيرة. فهي تعني أن الاختلافات الصغيرة نسبياً في حجم المنطقة النشطة أو أشرطة التوهج الخاصة بها يمكن أن تتوافق مع اختلافات أكبر بكثير في الطاقة التي قد يطلقها التوهج. كما توفر أداة لتقدير القوة المحتملة للتوهجات من السمات القابلة للملاحظة. ثم وسّع المؤلفون تحقيقهم ليشمل بيانات المناطق النشطة من فترات سابقة، واختبروا ما إذا كانت العلاقة نفسها يمكن أن تساعد في تفسير النشاط الشمسي التاريخي.

التعلم من حدث كارينغتون

هناك معيار تاريخي بارز في علم الشمس: حدث كارينغتون عام 1859. لا يزال أشهر عاصفة شمسية مسجلة. كانت الشفق القطبي الذي أثارته ساطعاً لدرجة أن الناس في منطقة البحر الكاريبي كانوا يقرؤون الصحف ليلاً على ضوئه. لم يكن الحدث مجرد مشهد مذهل. كما تسبب في اشتعال أعمدة ومحطات التلغراف تلقائياً، مما كشف كيف يمكن للنشاط الشمسي أن يعطل التكنولوجيا.

باستخدام فهمهم للصلة بين المناطق النشطة وأشرطة التوهج وإطلاق الطاقة، نظر المؤلفون إلى البقعة الشمسية التي سبقت حدث كارينغتون. حسبوا الحد الأقصى لإطلاق الطاقة الذي كان يمكن أن تنتجه هذه المنطقة النشطة. يوضح هذا التمرين كيف يمكن تطبيق العلاقات الإحصائية الحديثة على الملاحظات التاريخية، مما يصقل التقديرات لما فعلته الشمس في الماضي وما قد تفعله مرة أخرى.

لماذا تهم التوهجات الفائقة حضارة تكنولوجية

لا تقتصر تداعيات الورقة على الفيزياء الشمسية. إذا كانت الشمس قادرة على إنتاج توهجات فائقة، فإن افتراض أن الأرض محمية بشكل دائم من مثل هذه الظواهر المتطرفة بسبب مزاج الشمس المعتدل يصبح أقل يقيناً. سوف يطلق التوهج الفائق كمية هائلة من الطاقة، ويعتمد المجتمع الحديث على شبكات من التكنولوجيا قد تكون عرضة للطقس الفضائي الشديد.

مصدر القلق ليس أن التوهج الفائق مضمون أو وشيك. بدلاً من ذلك، تتحدى الدراسة اعتقاداً طويل الأمد حول الحدود الفيزيائية للشمس. يجادل المؤلفون بأن الأدلة على أن الشمس غير قادرة على التوهجات الفائقة أضعف مما كان يُعتقد سابقاً. إذا صح هذا الاستنتاج، فإنه يغير كيفية تقييم العلماء لإمكانات الشمس ومدى جدية النظر في أكثر الأحداث الشمسية تطرفاً.

الصورة الأكبر

تتقاطع الدراسة أيضاً مع أسئلة حول تاريخ الحياة على الأرض. جادل بعض العلماء بأن غياب التوهجات الفائقة كان دافعاً حاسماً لتطور الحياة المعقدة. كانت الشمس الأكثر هدوءاً ستوفر بيئة أكثر استقراراً، وتتجنب نوع الطقس الفضائي الكارثي الذي يمكن أن يضر بالغلاف الجوي أو يعطل النظم البيئية الناشئة. إذا كانت الشمس قادرة فعلاً على التوهجات الفائقة، حتى لو كانت نادرة، فإن هذه الرواية تصبح أكثر تعقيداً.

لا شيء من هذا يعني أن الشمس على وشك إطلاق حدث يهدد الحضارة. مساهمة الورقة الجديدة هي التشكيك في افتراض وتوفير إطار إحصائي لفهم طاقة التوهج. إنها تظهر أن حجم المنطقة النشطة وأشرطة التوهج الخاصة بها يمكن ربطه بالحد الأقصى لإطلاق الطاقة المحتمل، وأن هذه العلاقة تتناسب أُسّياً. هذه خطوة قيمة نحو تقديرات أفضل لسلوك الشمس في أسوأ الحالات.

في الوقت الحالي، تضيف الدراسة ملاحظة تحذيرية إلى الصورة المألوفة لشمس هادئة ولطيفة. نجمنا نشط وقادر على انفجارات قوية. السؤال الذي تطرحه كريفوفا وزملاؤها هو ما إذا كانت افتراضاتنا حول حدوده متفائلة أكثر من اللازم. مع استمرار العلماء في استخراج البيانات من مرصد ديناميكيات الشمس والسجلات التاريخية، قد تشكل الإجابة كيفية استعدادنا لأكثر الطقس الفضائي تطرفاً الذي يمكن أن تنتجه الشمس.

النتائج الرئيسية في لمحة

• بدت الشمس هادئة نسبياً مقارنة بنجوم أخرى شبيهة بالشمس ولم يُلاحظ أنها تنتج توهجات فائقة.
• ورقة جديدة لناتالي كريفوفا ومؤلفين مشاركين في Philosophical Transactions A تشكك في افتراض أن الشمس لا يمكنها إنتاج توهجات فائقة.
• تحدث التوهجات الشمسية عندما تنكسر المجالات المغناطيسية الملتوية في المناطق النشطة وتعيد الاتصال، مما يطلق الطاقة المخزنة.
• تُعرف المناطق النشطة بالبقع الشمسية؛ وتترك وراءها أشرطة توهج بعد التوهج.
• باستخدام بيانات مرصد ديناميكيات الشمس التابع لناسا من 2010 إلى 2016، وجد الباحثون أن المناطق النشطة الأكبر تنتج أشرطة توهج أكبر وطاقة توهج قصوى محتملة أكبر.
• تتناسب طاقة التوهج أُسّياً مع مساحة الشريط، وفقاً للدراسة.
• طبق المؤلفون تحليلهم على البيانات التاريخية، بما في ذلك البقعة الشمسية المرتبطة بحدث كارينغتون عام 1859.
• إذا كانت الشمس قادرة على إنتاج توهجات فائقة، فقد يواجه مجتمع تكنولوجي للغاية عواقب كبيرة في النهاية.

هذا المقال مبني على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.