סערות סולאריות: איך הם מתהווים ומה הם עושים

סערות שמש הן הפעילויות המרתקות והמסוכנות ביותר שהכוכב שלנו חווה. הם מרימים את השמש ומשדרים את החלקיקים המהירים ביותר שלהם קרינה רוויית שטח על פני המרחב הבין-פלנטרי. חזקים מאוד משפיעים על כדור הארץ ועל כוכבי הלכת האחרים תוך דקות או שעות. בימינו, עם משט של חלליות בוחן את השמש, אנו מקבלים אזהרות מהירות מאוד לסערות הקרובות. זה נותן למפעילי לוויין ואחרים הזדמנות להתכונן לכל "מזג אוויר בחלל" שעלול להתרחש כתוצאה מכך. הסערות החזקות ביותר עלולות לגרום נזק רב לחלליות ולבני אדם בחלל, ולהשפיע על מערכות ממש כאן על פני כדור הארץ.

כאשר השמש פועלת, התוצאה יכולה להיות שפירה כמו תצוגה נהדרת של אורות צפון ודרום, או שהיא יכולה להיות גרועה בהרבה. לחלקיקים הטעונים שמשחררים השמש יש השפעות שונות על האווירה שלנו. בשיא סערת שמש חזקה, ענני החלקיקים הללו מתקשרים עם השדה המגנטי שלנו, הגורם לזרמים חשמליים חזקים העלולים לפגוע בטכנולוגיה בה אנו תלויים כל יום.

במקרה הגרוע, סופות השמש הוציאו את רשת החשמל ושיבשו את לווייני התקשורת. הם יכולים גם להפסיק מערכות תקשורת וניווט. כמה מומחים העידו לפני הקונגרס כי מזג האוויר בחלל משפיע על יכולתם של אנשים לבצע שיחות טלפון, להשתמש באינטרנט, להעביר (או למשוך) כסף, לנסוע במטוס, ברכבת או בספינה ואפילו להשתמש ב- GPS כדי לנווט פנימה מכוניות. לכן, כאשר השמש קולטת מעט מזג אוויר בחלל בגלל סערה סולארית, זה משהו שאנשים רוצים לדעת עליו. זה יכול להשפיע ברצינות על חיינו.

השמש עוברת מחזורים קבועים של פעילות גבוהה ונמוכה. מחזור השמש בן 11 השנים האחרונות הוא למעשה חיה מורכבת, וזה לא המחזור היחיד שהשמש חווה. ישנם אחרים העוקבים אחר תנודות סולריות אחרות לאורך תקופות זמן ארוכות יותר. עם זאת, המחזור בן 11 השנים הוא זה המקושר ביותר לסוגי סערות השמש המשפיעות על כדור הארץ.

מדוע מחזור זה מתרחש? זה לא לגמרי מובן, ופיזיקאים סולאריים ממשיכים לדון בסיבה. מעורבת הדינמו הסולארית, שהיא התהליך הפנימי שיוצר את השדה המגנטי של השמש. מה שמניע את התהליך הזה עדיין נדון. אחת הדרכים לחשוב על זה היא שהשדה המגנטי הפנימי של השמש מתפתל כשהשמש מסתובבת. כאשר הוא מסתבך, קווי שדה מגנטי יעברו את פני השטח ואסרו על גז חם לעלות אל פני השטח. זה יוצר נקודות קרירות יחסית לעומת שאר פני השטח (בערך 4500 קלווין, לעומת טמפרטורת השטח הרגילה של השמש של כ 6000 קלווין).

הנקודות המגניבות הללו נראות כמעט שחורות, מוקפות בזוהר הצהוב של השמש. זה מה שאנחנו מכנים בדרך כלל כתמי שמש. כחלקיקים טעונים וזרם גז מחומם מכתמי השמש הללו, הם יוצרים את קשתות האור המבריקות המכונות בולטות. אלה הם חלק רגיל המראה של השמש.

הפעילויות הסולאריות שיש להן את פוטנציאל ההרס הגדול ביותר הן התלקחויות סולאריות ופליטת מסת מסתמים. אירועים עוצמתיים להפליא נובעים מקווי שדה מגנטיים מפותלים אלה מתחברים מחדש לקווי שדה מגנטי אחרים באטמוספירה של השמש.

במהלך התלקחויות גדולות, החיבור מחדש יכול לייצר אנרגיה כזו שחלקיקים מואצים לאחוז גבוה מה- מהירות האור. מה שגורם לשטף חלקיקים גבוה להפליא לזרום לכדור הארץ מכיוון הקורונה של השמש (האטמוספרה העליונה), שם הטמפרטורות יכולות להגיע למיליוני מעלות. פליטת המסה הכלילית שהתקבלה שולחת כמויות עצומות של חומר טעון לחלל והיא סוג האירוע המדאיג כיום מדענים ברחבי העולם.

התשובה הקצרה לשאלה זו היא "כן. השמש עוברת תקופות של מינימום סולארי - תקופת חוסר פעילות - ומקסימום שמש, זמן הפעילות הגבוה ביותר שלה. במינימום השמש אין לשמש רבים ככל האפשר כתמי שמש, התלקחויות סולאריות והבלטה.

במהלך מקסימום שמש, אירועים מסוג זה יכולים להתרחש לעיתים קרובות. לא רק את התדירות של האירועים האלה אנו צריכים לדאוג להם, אלא גם בעוצמתם. ככל שהפעילות אינטנסיבית יותר, פוטנציאל הנזק יש כאן בכדור הארץ.

יכולתם של המדענים לחזות סערות סולאריות עדיין בחיתוליה. ברור שברגע שמשהו מתפרץ מהשמש, מדענים יכולים להוציא אזהרה לגבי פעילות מוגברת של השמש. עם זאת, לחזות בדיוק מתי התפרצות תתרחש היא עדיין קשה מאוד. מדענים עוקבים אחר כתמי שמש ומעניקים אזהרות אם פעיל פעיל מכוון לכדור הארץ. טכנולוגיה חדשה יותר מאפשרת להם כעת לעקוב אחר כתמי שמש ב"צד האחורי "של השמש, המסייע בהתראות מוקדמות על הפעילות הסולארית הקרובה.

נערך על ידי קרולין קולינס פיטרסן