لم توفر الشمس أي نقص في الألغاز حتى الآن خلال الدورة الشمسية رقم 24.
ولعل أكبر قصة إخبارية أنتجتها الشمس مؤخرًا هي ما هي عليه ليس كذلك تفعل. مثل مجلة الفضاء ذكرت مؤخرا ، كانت هذه الدورة ضعيفة بشكل خاص من حيث الأداء. لقد وصلنا الآن إلى القطب القطبي المغناطيسي الذي يشير إلى ذروة الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، حيث بدأت الدورة الشمسية الحالية رقم 24 في بداية متأخرة بعد حد أدنى عميق في عام 2009 ...
أو هو؟
بحث جديد مثير من جامعة ميشيغان في قسم الغلاف الجوي وعلوم المحيطات وعلوم الفضاء في آن أربور نشر في المجلة الفيزيائية الفلكية يشير الأسبوع الماضي إلى أننا ننظر فقط إلى جزء من اللغز عندما يتعلق الأمر بنشاط الدورة الشمسية.
تعتمد النماذج التقليدية على المتوسط الشهري لعدد البقع الشمسية. ويرتبط هذا الرقم بتقدير إحصائي لعدد البقع الشمسية التي شوهدت على الجانب المواجه للأرض من الشمس ، وقد تم استخدامه منذ اقتراحه لأول مرة من قبل رودولف وولف في عام 1848. ولهذا السبب تسمع أيضًا رقم البقع الشمسية النسبي الذي يشار إليه أحيانًا باسم الذئب أو رقم زيورخ.
لكن أرقام البقع الشمسية قد تخبر جانبًا واحدًا من القصة. في ورقتهم الأخيرة بعنوان معلمتان جديدتان لتقييم التعقيد العالمي للمجال المغناطيسي للشمس وتتبع الدورة الشمسيةيصف الباحثون ليانغ تشاو وإنريكو لاندي وسارة إي جيبسون نهجًا جديدًا لنموذج النشاط الشمسي من خلال النظر في الورقة الحالية ثلاثية الأبعاد لديناميكيات الغلاف الشمسي.
الورقة الحالية للغلاف الشمسي (أو HCS) هي حدود المجال المغناطيسي للشمس الذي يفصل بين مناطق القطبين الشمالي والجنوبي التي تمتد إلى النظام الشمسي. خلال الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، تكون الورقة شبه مسطحة وتشبه التنورة. لكن خلال الحد الأقصى للطاقة الشمسية ، يكون مائلاً ومموجًا ومعقدًا.
استخدم الباحثون في الدراسة متغيرين ، معروفين باسم SD & SL لإنتاج قياس يمكن أن يميز التعقيد ثلاثي الأبعاد لـ HCS. "SD هو الانحراف المعياري لخطوط العرض لموضع HCS في كل خريطة من خرائط Carrington للسطح الشمسي ، والذي يخبرنا أساسًا عن مدى توزيع HCS من خط الاستواء. و SL هو جزء لا يتجزأ من منحدر HCS على تلك الخريطة ، والذي يمكن أن يخبرنا عن مدى تموج HCS على كل خريطة ". مجلة الفضاء.
تستغل الملاحظات الأرضية والفضائية للمجال المغناطيسي للشمس ظاهرة تعرف باسم تأثير زيمان ، والتي تم إظهارها لأول مرة خلال عمليات المراقبة الشمسية التي أجراها جورج إليري هيل باستخدام اختراعه الجديد المتشعب للمنظار الطيفي في عام 1908. للدراسة الأخيرة ، استخدم الباحثون بيانات تغطي فترة من 1975 حتى 2013 لتمييز بيانات HCS المتاحة عبر الإنترنت من مرصد ويلكوكس الشمسي.
تؤدي مقارنة قيمة HCS مع دورات البقع الشمسية السابقة إلى بعض النتائج المثيرة للاهتمام. على وجه الخصوص ، فإن مقارنة قيم SD و SL مع رقم البقع الشمسية الشهرية توفر "ملاءمة جيدة" للدورات الشمسية الثلاث السابقة - حتى الدورة رقم 24.
قال تشاو: "بالنظر إلى HCS ، يمكننا أن نرى أن الشمس بدأت تتصرف بغرابة في وقت مبكر من عام 2003". "بدأت هذه الدورة الحالية التي تتميز برقم البقع الشمسية في وقت متأخر من العام ، ولكن من حيث قيم HCS ، حدث الحد الأقصى للدورة رقم 24 في الوقت المناسب ، مع بلوغ الذروة الأولى في أواخر عام 2011".
"يعتقد العلماء أنه سيكون هناك ذروتان في عدد البقع الشمسية في الحد الأقصى الشمسي كما في الحد الأقصى السابق (في ~ 2000 و ~ 2002)" ، تابع تشاو ، "نظرًا لأن الحقول المغناطيسية للشمس في نصف الكرة الشمالي والجنوبي تبدو غير متماثلة ، و تطور الشمال أسرع من الجنوب في الآونة الأخيرة. ولكن بقدر ما أرى ، فإن أعلى قيمة لعدد البقع الشمسية التي تم حسابها شهريًا في هذه الدورة 24 لا تزال هي القيمة في نوفمبر 2011. لذا يمكننا القول أن الذروة الأولى للدورة 24 يمكن أن تكون في نوفمبر من عام 2011 ، لأنها أعلى رقم شهري للبقع الشمسية حتى الآن في هذه الدورة. إذا كانت هناك ذروة ثانية ، فسوف نراها عاجلاً أم آجلاً ".
وتلاحظ الورقة أيضًا أنه على الرغم من أن الدورة 24 ضعيفة بشكل خاص عند مقارنتها بالدورات الأخيرة ، إلا أن نطاق نشاطها ليس فريدًا عند مقارنته بالدورات الشمسية على مدار الـ 260 عامًا الماضية.
تميز قيمة HCS الشمس على مدار واحد كامل من Carrington لمدة 27 يومًا. هذه هي القيمة المتوسطة لدوران الشمس ، حيث تدور القطبين بشكل أبطأ من المناطق الاستوائية.
فترة 22 سنة تقريبًا من الوقت الذي تستغرقه القطبين للعودة إلى نفس القطبية مرة أخرى تساوي دورتين متوسطتين لمدة 11 سنة. كان المجال المغناطيسي للشمس غير متماثل بشكل استثنائي خلال هذه الدورة ، وحتى كتابة هذه السطور ، أنهت الشمس بالفعل انعكاسها للقطب الشمالي أولاً.
تم تسجيل هذا النوع من عدم التماثل خلال الانعكاس الوشيك للقطب لأول مرة خلال الدورة الشمسية 19 ، والتي امتدت 1954-1964. يتم ترقيم الدورات الشمسية بدءًا من الملاحظات التي بدأت في عام 1749 ، بعد أربعة عقود فقط من نهاية 70 عامًا من Maunder Minimum.
"هذه فترة مثيرة لدراسة المجال المغناطيسي للشمس ، حيث قد نشهد عودة إلى نوع أقل دورة نشاطًا ، مثل تلك التي كانت قبل 100 عام" ، عالمة بارزة في NCAR / HAO والمؤلفة المشاركة سارة قال جيبسون.
ولكن هذه المرة ، ستقوم أرمادا من المراصد الفضائية والمراقبة الأرضية بفحص نجمنا المضيف بشكل لم يسبق له مثيل. لقد اتبع مرصد SOlar Heliosheric Observatory (SOHO) الشمس من خلال ما يعادل دورة شمسية كاملة واحدة - وقد انضم إليها الآن في الفضاء كل من STEREO A & B و JAXA's Hinode و ESA’s Proba-2 و NASA's Solar Dynamics Observatory. كما تم إطلاق جهاز التصوير الطيفي (IRIS) التابع لوكالة ناسا في وقت سابق من هذا العام وافتتح مؤخرًا للعمل.
هل ستكون هناك قمة ثانية بعد انعكاس القطبية المغناطيسية لقطب الشمس الجنوبي ، أم أن الدورة رقم 24 على وشك "مغادرة المبنى؟" وهل ستغيب الدورة رقم 25 معًا ، كما يقترح بعض الباحثين؟ ما الدور الذي تلعبه الدورة الشمسية في لغز تغير المناخ المعقد؟ ستثبت السنوات القليلة القادمة أنها مثيرة لعلوم الطاقة الشمسية ، حيث يتم اختبار الأهمية التنبؤية لقيم HCS SD & SL ... وهذا هو ما يدور حوله العلم الجيد!
- قراءة الملخص مع رابط إلى الورقة الكاملة المجلة الفيزيائية الفلكية من قبل باحثي جامعة ميشيغان هنا.
