العواصف الشمسية

العواصف الشمسية ظاهرة طبيعية يسببها اصطدام جسيمات عالية الطاقة بالأرض.

وتنطلق الجسيمات في صورة سحب جراء حالات فوران متفجرة على الشمس.

وفيما تمر الشمس حاليا بجزء نشط من دورتها، تثور مخاوف من حدوث عواصف 

شمسية تلحق اضطرابات بالتكنولوجيا المستخدمة بكوكب الأرض، ومنها إشارات 

الملاحة الخاصة بالأقمار الصناعية واتصالات الطائرات.

كيف يسبب انفجار بالشمس عاصفة على الأرض؟

من موقع رؤيتنا على الأرض، قد يبدو تغير الشمس ضئيلا. لكن باستخدام المعدات 

المناسبة، من الممكن رؤية مناطق سوداء تسمى البقع الشمسية. لكن عن قرب فإن 

شمسنا تبدو أشبه بوحش عنيف ونشيط.

وتتخذ حلقات مضيئة من المادة شكل أقواس وتلف في ما يشبه نوافير نارية على 

سطح هذا المفاعل النووي الطبيعي العملاق. وبين الحين والآخر، تظهر دفقات كثيفة 

من إشعاع يسمى "الوهج الشمسي"، وهو ما يحدث عندما تنطلق فجأة الطاقة 

المغناطيسية المخزنة في الغلاف الجوي للشمس.

وأحيانا ترتبط التوهجات الشمسية بانطلاق جسيمات عالية الطاقة في الفضاء، وهي 

توهجات تعرف باسم القذف التاجي الضخم. غير أن هذه الظاهرة يمكن أن تحدث من 

تلقاء نفسها.

ويمكن أن يحتوي القذف التاجي الضخم على مليارات الأطنان من الغاز ومواد أخرى 

تنطلق في الفضاء بسرعة تبلغ عدة ملايين الكيلومترات في الساعة. وتتحرك 

الجسيمات المشحونة في هذه السحب باتجاه أي كوكب أو مركبة فضائية في مسارها.

وعندما تصطدم هذه الجسيمات بالأرض، فإنها تسبب عاصفة جيومغناطسية، وهي 

عبارة عن اضطراب بالغلاف المغناطيسي المحيط بكوكبنا والذي يحمي الكائنات الحية 

عليه من أسوأ تأثيرات الأشعة الكونية.

ما هي أهمية العواصف الشمسية؟

العديد من تأثيرات اصطدام الجسيمات المشحونة بالمجال المغناطيسي للأرض تكون 

حميدة، مثل الأضواء القطبية.

وتجعل العواصف الجيومغناطيسية، التي يشار إليها غالبا بالعواصف الشمسية، هذه 

الأضواء الشمالية أو الجنوبية مرئية عند خطوط العرض الأدنى.

ومع هذا فهي تشوش على التكنولوجيا على الأرض، مثل أنظمة الاتصالات بما في 

ذلك الأنظمة التي تستخدمها الطائرات، والإشارات الملاحية للأقمار الصناعية، 

وشبكات الطاقة الكهربائية.

وعلى هذا النحو، يمكن أن تلحق أضرارا طويلة الأمد بالبنية التحتية للاتصالات 

والطاقة في أنحاء الكوكب.

وكان تقرير للأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم قد خلص في 2008 إلى أن عاصفة 

مشابهة شديدة يمكن أن تتسبب في أضرار مبدئية تصل قيمتها إلى تريليوني دولار، 

وذلك جراء تعطيلها للاتصالات على الأرض وتسببها في فوضى حول العالم.

وعلى هذا النحو، تعمل العديد من الوكالات حول العالم في محاولة للوصول إلى فهم 

أفضل للظروف المتغيرة بالقرب من كوكبنا، وهو ما يعرف إجمالا باسم الطقس 

الفضائي.

ويقوم خبراء بمركز التنبؤ بالطقس الفضائي - التابع للإدارة الوطنية للمحيطات 

والغلاف الجوي بالولايات المتحدة - برصد هذه الأنشطة باستخدام بيانات توفرها 

شبكة من المجسات، بما في ذلك مجسات الأقمار الصناعية، وكذلك معدات الهيئة 

الأمريكية للمسح الجيولوجي التي ترصد الحقول المغناطيسية.

لماذا تزايد الحديث عن العواصف الشمسية أخيرا ؟

تمر الشمس بدورات من ارتفاع وانخفاض النشاط، تكرر نفسها كل 11 عاما تقريبا. 

وهي تستجمع نشاطها حاليا، ومن المتوقع أن تبلغ ذروتها في العام الجاري أو 

المقبل. غير أنه ليس بوسع أحد التأكد من هذا.

ويعني هذا أن بوسعنا توقع حدوث المزيد من التوهجات الشمسية والقذف التاجي 

الضخم خلال السنوات القليلة القادمة. وتعد الدورة الشمسية التي نمر بها حاليا أهدأ 

نسبيا مقارنة بسابقاتها.

لكن هذا لا يعني أنه لن يكون هناك حدث كبير في الفترة المتبقية حتى بلوغ الطاقة 

الشمسية حدها الأقصى في الدورة.

هل كان للعواصف الشمسية آثارا كبيرة في الماضي؟

نعم. في عام 1994، تسببت عاصفة شمسية في إحداث أعطال ضخمة باثنين من 

الأقمار الصناعية الخاصة بالاتصالات، مما أدى لتعطل خدمات التلفزيون والراديو في 

أنحاء كندا.

وفي مارس/آذار 1989، تسببت عاصفة أخرى في تعطيل شبكة طاقة رئيسية في كندا 

لأكثر من تسع ساعات. وقدرت الأضرار والخسائر في الأرباح بمئات الملايين من 

الدولارات.

ولكن أبرز الأحداث التاريخية سببته العاصفة الشمسية الكبيرة التي وقعت في الأول 

والثاني من سبتمبر/ ايلول عام 1859. وقد تسببت في قطع أسلاك التلغراف مما 

تسبب في حرائق في أمريكا الشمالية وأوروبا، وتسببت في سطوع لضوء الشفق 

القطبي بما سمح برؤيته في كوبا وهاواي.

وفي ذلك العام، كانت البنية التحيتية للتكنولوجيا في بدايتها، لكن عاصفة في حجم ما 

يطلق عليه حدث كارينغتون يمكن أن تسبب الكثير من الدمار في يومنا هذا.

هل نحن جاهزون لمواجهة العواصف الشمسية؟

أفاد تقرير بريطاني بأنه إذا تعرضت الأرض لعاصفة شمسية قوية، فإن "أضرارها قد 

تمثل تحدياً الا انها لن تكون كارثية".

وقيمت هيئة من الخبراء التابعين للأكاديمية الملكية للهندسة في بريطانيا مدى 

جاهزية دول مثل بريطانيا لمواجهة كميات كبيرة من الانبعاثات والجسيمات التي 

تطلقها الشمس.

واشار هذا التقريرالى ان "إمكانية حدوث بعض الأعطال في بعض المناطق، بما في 

ذلك انقطاع التيار الكهربائي".

واضاف التقرير ان "خلال هذه العاصفة الشمسية القوية ستتأثر بعض النظم التي 

تعتمد على الإشارات الزمنية في نظام تحديد المواقع العالمي (جي بي اس) وستحتاج 

الى الاستعانة بمذبذبات احتياطية لبضعة ايام، كما أن خدمات الطيران قد تتأثر نتيجة 

للتشويش الذي ستتعرض له الاتصالات التي تعتمد عليها الأنظمة الإلكترونية.

وبحسب التقرير، فإن الخبراء يؤكدون أن الاختبار الحقيقي للدول المعرضة لهذه 

العاصفة هي قدرتها على تحمل مجموعة كبيرة من المشاكل في آن واحد.


غازات وانفجارات

وقال بول كانون، المشرف على هذا التقرير، لبي بي سي: "إن هذه العاصفة يمكن أن 

تقارن بانفجار بركان آيسلندا عام 2010، أو ما شابه ذلك، حيث ستواجه الحياة 

اضطرابات لبعض الوقت، إلا أنه يمكننا مواجهتها".

ويمكن أن يكون لهذا الجو الفضائي عدد من التأثيرات على البنى التحتية الحديثة، 

بداية من الأعطال التي تصيب الإلكترونيات في السفن الفضائية وانتهاء بالتشويش 

الذي قد يسمع في موجات البث لمحطات الراديو.

أما ما يقلق هيئة الخبراء فعليا فيتمثل في التأثيرات التي قد تنتج عن الانفجارات 

الضخمة.

وقد لجأت الهيئة إلى ما يعرف باسم "عاصفة كارينغتون" التي حدثت في سبتمبر/

أيلول من عام 1859 للقياس عليها. فأثناء ذلك الانفجار، نتج عن اصطدام الجسيمات 

الشمسية بالغلاف الجوي ظهور شفق كبير في مناطق مختلفة من العالم.

وتوصل الخبراء إلى أن عاصفة شمسية قوية قد تحدث ارتفاعا في درجات حرارة 

المعدات ما من شأنه أن يؤدي في النهاية إلى إعطاب المحولات الكهربائية وتوقفها. 

كما أنه لا يوجد شك في أن تأثيرا ما سيقع على الأقمار الصناعية أيضا جراء 

العاصفة.

إلا أن كيث رايدن، وهو أستاذ علم في مركز هندسة الفضاء بجامعة "ساري" وأحد 

المشاركين في كتابة ذلك البحث، أكد أن الأقمار الصناعية مصممة بطريقة تمكنها من 

مواجهة تلك الظروف في الفضاء.

وقال رايدن: "يأخذ مهندسو الفضاء بالغ احتياطاتهم أثناء عملهم على تصميم مثل 

تلك الأقمار".

إلا أن ثمة قلق من أن تتأثر خدمة نظام تحديد المواقع العالمي (جي بي اس)، كما أن 

هناك منشآت تستخدم الإشارات الزمنية التي تبثها السفن الفضائية الأمريكية لكي 

تعمل على ضبط شبكاتها. ومع تعرضها لعاصفة شمسية، يمكن لهذا البث أن ينخفض 

أو يتلاشى لأيام جراء تعرضه لبعض الاضطرابات في الغلاف الأيوني.

لذا، فقد أوصت هيئة الخبراء بأن من يعتمدون على التوقيت من خلال نظام "جي بي 

اس" سيحتاجون لأن يكون لديهم مذبذبات احتياطية، كما أوصتهم بأن يلجأوا إلى 

شبكات الهواتف الثابتة والمحمولة عند حدوث ذلك. إلا أنها حذرت من أن مواصفات 

تقوية أنظمة الجيل الرابع الجديدة للهواتف المحمولة لن تتمتع بالقدرة المطلوبة 

لمواجهة تلك العاصفة.

قيادة مستقبلية

واشار التقرير الى ان "انقطاع خدمة نظام الـ جي بي اس سيكون له تبعات على 

حركة الملاحة البحرية والجوية. كما قد تتسبب الاضطرابات التي ستشهدها الأقمار 

الاصطناعية واتصالات الراديو في أن يواجهوا بعض المشاكل أيضا".

إلا أن هيئة الخبراء أكدت وجود بدائل لمواجهة هذه المشكلة، وخاصة قطاع الملاحة 

الجوية، وذلك يتمثل بوضع أجهزة استشعار على متن الطائرات والسفن حتى يتمكنوا 

من تتبع الخلل الذي قد يحدث للأنظمة الإلكترونية على متن تلك المركبات ومن ثم 

فهمها.

فعلى سبيل المثال، تواجه الأنظمة الإلكترونية الموجودة على متن الطائرات بعض 

المشكلات التي تحدثها جزيئات النيوترون المنهمرة من خلال الغلاف الجوي العلوي 

أثناء حدوث عاصفة ما.

كما أن المشكلة الأخرى فيما يتعلق بمسألة الطيران تتمثل في تزايد الإشعاع الذي قد 

يتعرض له طاقم الطائرة والمسافرون جراء عاصفة شمسية قوية.

ناسا تتتبع كوكب يتبخر

استخدم خبراء فلكيون تلسكوب الفضاء "كبلر" التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا)، ومن المحتمل أن يكونوا قد اكتشفوا أدلة على وجود كوكب آخذ في التفكك بفعل الحرارة الحارقة للنجم الذي يستضيفه ويدور الكوكب في مداره ويبعد مسافة 1500 سنة ضوئية عن الأرض. والكوكب الذي هو بحجم كوكب عطارد شبيه بمذنب يجر خلفه خطًا أو ذيلا من الغبار أو الحطام، وتقول النظريات إن الكوكب له ذيل من الغبار. لكن هذا الذيل لن يدوم فترة طويلة. وطبقًا لحسابات العلماء فإنه في ضوء المعدل الحالي للتبخر فمن الممكن أن يتبخر ذيل الغبار تمامًا في غضون 200 مليون عام.

وقد تعرف فريق أبحاث يرأسه سول رابابورت، أستاذ الفيزياء الفخري بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على نمط إضاءة غير عادي ينبثق من نجم أطلق عليه اسم (KIC 1255 7548). ويتعقب التلسكوب الفضائي كبلر كواكب وأجسامًا يحتمل أن تكون كواكب من خلال قياس درجة الأفول في بريق النجوم الناتج عن انتقال أو عبور الكواكب أمام النجوم التي تتبعها.

ويفترض العلماء أن الجانب المواجه للنجم لما يُحتمل أن يكون جحيمًا صخريًا هو مساحة شاسعة توصف بأنها محيط مكون من مواد صخرية ملتهبة. ويذوب السطح ويتبخر عند هذه الحرارة المرتفعة لدرجة أن الطاقة المنبعثة من الرياح الناتجة تكفي للسماح للغبار والغاز بالتسرب إلى الفضاء. ويُنتج هذا الدفق من مسارات الغبار خلف الكوكب المرافق المحكوم عليه بالفناء، وهو يتفكك حول النجم. وتبين الصورة أعلاه ما تخيله فنان للعملية أثناء حدوثها.

ولا بد من إجراء دراسات ومتابعة لإثبات أن الجسم المرشح لأن يكون كوكبًا هو فعلا كوكب.

زحل

زُحُل (رمزه: )، واسمه مشتق من الجذر "زَحَل" بمعنى تنحّى وتباعد. ويُقال أنه سمي زحل لبعده في السماء، أما الاسم اللاتيني فهو مشتق من "ساتورن"، وهو إلهالزراعة والحصاد عند الرومان، ويُمثل رمزه منجل الإله الروماني سالف الذكر.

زحل هو الكوكب السادس من حيث البُعد عن الشمس وهو ثاني أكبر كوكب في النظام الشمسي بعد المشتري، ويُصنف زحل ضمن الكواكب الغازية مثل المشتريوأورانوس ونبتون. وهذه الكواكب الأربعة معاً تُدعى "الكواكب الجوفيانية" بمعنى "أشباه المشتري". يعتبر نصف قطر هذا الكوكب أضخم بتسعة مرّات من ذلك الخاصبالأرض، إلا أن كثافته تصل لثمن كثافة الأرض، أما كتلته فتفوق كتلة الأرض بخمسة وتسعين مرة.

تعتبر الظروف البيئية على سطح زحل ظروفًا متطرفة بسبب كتلته الكبيرة وقوة جاذبيته، ويقول الخبراء أن درجات الحرارة والضغط الفائق فيه يفوق قدرة العلماء والتقنيات الموجودة على إعداد شيء مشابه لها وإجراء التجارب عليه في المختبرات. يتكون زحل بنسبة عالية من غاز الهيدروجين وجزء قليل من الهيليوم، أما الجزء الداخلي منه فيتكون من صخور وجليد محاطٍ بطبقة عريضة من الهيدروجين المعدني وطبقة خارجية غازية.

يُعتقد أن التيار الكهربائي الموجود بطبقة الهيدروجين المعدنية يساهم في زيادة قوة وجاذبية الحقل المغناطيسي الخاص بهذا الكوكب، والذي يقل حدة بشكل بسيط عن ذاك الخاص بالأرض وتصل قوته إلى واحد على عشرين من قوة الحقل المغناطيسي الخاص بالمشتري. سرعة الرياح على سطحه تقارب 1800 كم/س، وهي سرعة كبيرة جداً مقارنة مع سرعة الرياح على سطح المشتري.

يتميز زحل بتسع حلقات من الجليد والغبار تدور حوله في مستوى واحد مما يعطيه شكلاً مميزاً. يوجد واحد وستون قمراً معروفاً يدور حول زحل مع استثناء القميرات الصغيرة، وقد تمّ تسمية 53 قمرًا منها بشكل رسمي. من بين هذه الأقمار، يُعتبر "تايتان" الأكبر، وهو كذلك ثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية، بعد "غانيميد" التابع للمشتري، بل هو أكبر حجمًا من كوكب عطارد، ويُعتبر القمر الوحيد في المجموعة الشمسية ذي الغلاف الجوي المعتبر.

كان جاليليو أوّل من رصد كوكب زحل عن طريق المقراب في سنة 1610، ومنذ ذلك الحين استقطب الكوكب اهتمام محبي علم الفلك والعلماء، فتمّ رصده عدّة مرات تحقق في البعض منها اكتشافات مهمة، كما حصل بتاريخ 20 سبتمبر سنة 2006، عندما التقط مسبار كاسيني هويغنز حلقة جديدة لم تكن مكتشفة قبلاً، تقع خارج حدود الحلقات الرئيسية البرّاقة وبين الحلقتين "ع" و"ي".

وفي شهر يوليو من نفس السنة، التقط ذات المسبار صورة ظهرت فيها الأدلة الأولى على وجود بحيرات هيدروكربونية في القطب الشمالي للقمر تايتان، وقد أكد العلماء صحة هذا الأمر في شهر يناير من عام 2007، وفي شهر مارس من ذات السنة، التقط المسبار صورًا إضافية كشفت النقاب عن بحار هيدروكربونية على سطح ذلك القمر، أكبرها يصل في حجمه لحجم بحر قزوين. كذلك كان المسبار قد ضبط إعصارًا يصل قطره إلى 8,000 كم في القطب الجنوبي لزحل في شهر أكتوبر من سنة 2006.

يظهر زحل بشكل متكرر في الثقافة الميثولوجيا البشرية، ففي علم التنجيم يُقال أن زحل هو الكوكب الرئيسي في كوكبة الجدي، ويلعب دورًا كبيرًا في التأثير على حظوظ مواليد برج الجدي عند مروره في فلكهم، وكان يُقال أنه يؤثر أيضًا على مواليد برج الدلو. كان للرومان احتفال سنوي يُطلق عليه اسم "ساتورنيا"، يُقام على شرف الإله "ساتورن".

أما عن أبرز التمثيلات الإنسانية لزحل في العصر الحالي: عملية زحل، أو عملية زحل الصغير، التي قام بها الجيش الأحمر خلال الحرب العالمية الثانية على الجبهة الشرقية، وخاض خلالها عدّة معارك في شمال القوقاز ضد الجيش النازي. كذلك هناك بضعة تقنيات أطلق عليها مبتكروها تسمية "زحل"، منها سيارات إطلاق الصواريخ الخاصة ببرنامج أبولو الفضائي، وشركة ساتورن المتفرعة عن شركة جنرال موترز، بالإضافة لشركة ساتورن للإلكترونيات، وغيرها.