العواصف الشمسية 101: ما يريدك الدكتور ريتشارد فيشر أن تعرفه عن طقس الفضاء وتقنياتك اليومية

واشنطن، العاصمة. المصدر

قد تتخيل الشمس قرصًا ذهبيًا ثابتًا. لكنها عن قرب لا تستقر أبدًا. إنها تدفع باستمرار جسيمات مشحونة وحقولًا مغناطيسية إلى الخارج في كل الاتجاهات. عندما يصل هذا التيار إلى الأرض، نسميه طقس الفضاء. يعرف الدكتور ريتشارد فيشر هذا المشهد جيدًا. أمضى سنوات يقود أبحاث فيزياء الشمس في ناسا، وفي مقابلة «التاريخ الحي لطقس الفضاء» يتحدث عن كيف تشكل النشاطات الشمسية عالمنا.

هذه المقابلة جزء من حزمة تعليمية مجانية للصفوف من السادس إلى الثاني عشر وما بعدها. تتضمن ملفًا صوتيًا بصيغة MPEG بحجم 21.85 ميجابايت، ونصًا مكتوبًا بحجم 29.23 كيلوبايت، وسيرة ذاتية قصيرة. وتطابق المواد معايير NGSS للمعايير ESS3 وPS1 وPS2. كما تعكس الأفكار الأساسية لفيزياء الشمس. الشمس نجم نشط ومغناطيسي مصنوع من البلازما. إنها المصدر الأساسي للضوء والطاقة للأرض. وهي تتغير باستمرار.

أحد أجزاء الشمس التي تبهر فيشر هو الإكليل، الغلاف الخارجي الذي يظهر كهالة بيضاء ناعمة أثناء الكسوف الكلي. إليك لغزًا. الإكليل أكثر حرارة بكثير من سطح الشمس. يبلغ سطحها حوالي عشرة آلاف درجة فهرنهايت، بينما يصل الإكليل إلى ملايين الدرجات. كيف يمكن أن يحدث ذلك؟ يشير فيشر إلى الحقول المغناطيسية. تتحرك البلازما تحت السطح، فتلتوي وتمتد خطوط المجال المغناطيسي للشمس. عندما تعيد تلك الخطوط الاتصال، تطلق طاقة هائلة على شكل توهجات شمسية وقذفًا كتليًا إكليليًا.

يمكن لقذف كتلي إكليلي واحد أن يقذف مليارات الأطنان من البلازما إلى الفضاء. إذا تحركت تلك السحابة نحو الأرض، فإنها تصطدم بالغلاف المغناطيسي، وهو الفقاعة المغناطيسية المحيطة بكوكبنا. يؤدي هذا الاصطدام إلى عاصفة مغناطيسية أرضية. الشفق القطبي هو أبرز ما يظهر في هذه العواصف. ويمكن للحدث نفسه أن يؤثر على الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية وإشارات GPS وشبكات الكهرباء. هذا التفاعل يعطي الباحثين سببًا قويًا لمراقبة الشمس عن كثب.

تأمل حدث كارينغتون عام 1859. أنتجت عاصفة شمسية قوية شفقًا قطبيًا ساطعًا لدرجة أن الناس قرب خط الاستواء تمكنوا من القراءة ليلًا. اشتعلت محطات التلغراف بالطاقة. اليوم، عاصفة بهذا الحجم ستشكل اختبارًا صعبًا للشبكات الحديثة. يدرس العلماء العواصف التاريخية مثل هذه لتحسين توقعاتهم وإبقاء البنية التحتية على اطلاع.

مهام ناسا الحالية تمنح تفسيرات فيشر أساسًا تقنيًا. يرصد مرصد ديناميكا الشمس الحقل المغناطيسي للشمس والإكليل بتفاصيل دقيقة. ويتابع المسباران التوأم STEREO القذف الكتلي الإكليلي من زاويتين مختلفتين، مما يخلق صورة ثلاثية الأبعاد لكيفية انتقال هذه الهياكل. وتدرس مهمة الغلاف المغناطيسي متعدد المقاييس، المعروفة باسم MMS، إعادة الاتصال المغناطيسي قرب الأرض. كل مهمة تضيف قطعة إلى اللغز.

ما يميز مقابلة التاريخ الحي هو العنصر البشري. يتحدث فيشر عن فترات البحث الطويلة، والمفاجآت في البيانات، والإثارة التي ترافق رؤية نظرية تصبح واضحة. يدعم النص المكتوب القراءة المتأنية، وترتبط أمثلة المهام بموضوعات دراسية مثل نشاط الأرض والبشر، والحركة والاستقرار. إنه مصدر أساسي يجعل علمًا معقدًا في متناول الجميع.

طقس الفضاء مهم لكل من يستخدم الأقمار الصناعية، أو يعتمد على الملاحة، أو يحتاج إلى الكهرباء. وهذا يشمل معظمنا. يعمل رواد الفضاء مع وضع طقس الفضاء في الاعتبار. وتخطط شركات الكهرباء للعواصف المغناطيسية الأرضية. ويصمم المهندسون الأقمار الصناعية لتحملها. فهم الشمس مهارة عملية، ومحادثة فيشر المسجلة تلتقط فصلًا مهمًا من قصة ناسا. كما أنها تدعو الجيل القادم إلى الاستماع والتعلم واكتشاف ما يمكن أن يفعله نجم. بمجرد أن تسمع قصته، ستشعر أن ضوء النهار أكثر حيوية.