شهد العام الماضي نشاطًا شمسيًا ملحوظًا. كان هذا صحيحًا بشكل خاص خلال شهر مايو، الذي شهد أكثر من 350 عاصفة شمسية، وتوهجات شمسية، وعواصف جيومغناطيسية. وشمل ذلك أقوى عاصفة شمسية خلال 20 عامًا والتي أنتجت أضواء شمالية عند خطوط عرض أقل بكثير من المعتاد وأقوى توهج شمسي تم رصده منذ ديسمبر 2019. نظرًا للتهديدات التي تشكلها على الاتصالات اللاسلكية، وشبكات الطاقة، وأنظمة الملاحة، والمركبات الفضائية ورواد الفضاء، تراقب العديد من الوكالات سلوك الشمس بنشاط لتتعلم المزيد عن سلوكها على المدى الطويل.
ومع ذلك، لم يحدد الفلكيون بعد ما إذا كان الشمس يمكن أن تنتج “الانفجارات العملاقة” أو كم مرة قد تحدث. في حين أن حلقات الأشجار وعينات الجليد القديمة التي تعود لآلاف السنين فعالة في تسجيل أقوى الانفجارات العملاقة، إلا أنها ليست طرقاً فعالة لتحديد تكرارها، ولم تتوفر قياسات مباشرة للنشاط الشمسي إلا منذ عصر الفضاء. في دراسة حديثة، اعتمد فريق دولي من الباحثين نهجاً جديداً. من خلال تحليل بيانات كبلر حول عشرات الآلاف من النجوم الشبيهة بالشمس، يقدرون أن النجوم مثل شمسنا تنتج انفجارات عملاقة تقريباً مرة واحدة في القرن.
أُجريت الدراسة من قبل معهد ماكس بلانك لبحوث النظام الشمسي (MPS)، مرصد سودانكيلا الجيوفيزيائي (SGO) ووحدة أبحاث فيزياء الفضاء وعلم الفلك في جامعة أولو، المobservatoire الوطني الفلكي في اليابان (NAOJ)، مختبر الفيزياء الجوية والفضائية (LASP) في جامعة كولورادو بولدر (UCF)، المobservatoire الوطني الشمسي (NSO)، الوكالة الوطنية للطاقة الذرية والطاقة البديلة في باريس-ساكلاي وجامعة باريس-سيتé، وعدد من الجامعات الأخرى. وقد ظهرت الورقة التي تتناول أبحاثهم مؤخرًا في مجلة ساينس.
تعتبر الانفجارات الشمسية العظيمة ملحوظة بسبب الكمية المكثفة من الإشعاع التي تطلقها، والتي تبلغ حوالي 10^32 إرغ، أو 6.2444 إلكترون فولت (eV). للمقارنة، يمكن النظر في حدث كارنجتون عام 1859، أحد أكثر العواصف الشمسية عنفًا في الـ 200 عام الماضية. بينما تسببت هذه الانفجار الشمسي في اضطراب واسع النطاق، مما أدى إلى انهيار شبكات التلغراف في شمال أوروبا وأمريكا الشمالية، فقد أطلقت فقط عُشر طاقة الانفجار الشمسي العظيم. بينما سجلت حلقات الأشجار وعينات الجليد أحداثًا قوية في الماضي، فإن القدرة على رصد آلاف النجوم في وقت واحد تعلّم الفلكيين الكثير عن مدى تكرار حدوث أقوى الانفجارات.
هذا صحيح بالتأكيد بالنسبة لـ تلسكوب كبلر الفضائي، الذي رصد حوالي 100,000 نجم من النجوم الرئيسية بشكل مستمر لسنوات بحثًا عن علامات التراجع الدوري التي تشير إلى وجود كواكب خارجية. سجّلت هذه الملاحظات نفسها عددًا لا يحصى من التوهجات الشمسية، التي ظهرت في بيانات المراقبة كقمم قصيرة وبارزة في السطوع. كما أوضح البروفيسور الدكتور سامي سولانكي، مدير في معهد ماكس بلانك لفيزياء الشمس ومؤلف مشارك في الورقة، في بيان صحفي صادر عن المعهد:
“لا يمكننا مراقبة الشمس على مدى آلاف السنين. بدلاً من ذلك، يمكننا مراقبة سلوك آلاف النجوم التي تشبه الشمس على مدى فترات زمنية قصيرة. يساعدنا ذلك في تقدير مدى تكرار حدوث التوهجات العملاقة.”
لدراستهم، قام الفريق بتحليل البيانات التي حصل عليها كبلر من 56,450 نجماً يشبه الشمس بين عامي 2009 و2013. وقد شمل ذلك تحليل الصور بعناية بحثاً عن علامات الانفجارات الفائقة المحتملة، والتي كانت لا تتجاوز بضع بكسلات في الحجم. كما كان الفريق حريصاً في اختيار النجوم، حيث أخذ في الاعتبار فقط تلك التي كانت درجة حرارتها السطحية وسطوعها مشابهين لسطوع الشمس. كما استبعد الباحثون مصادر الخطأ المحتملة، بما في ذلك الإشعاع الكوني، والظواهر العابرة (الكويكبات أو comets)، وأنواع أخرى من النجوم التي تتألق بالقرب من نجم يشبه الشمس.
بشكل إجمالي، قدمت بيانات كبلر للفريق أدلة على 220,000 سنة من النشاط النجمي. من هذا، تمكنوا من تحديد 2,889 انفجارًا فائقًا من 2,527 من النجوم التي تم رصدها، مما ينتج عنه متوسط انفجار فائق واحد لكل نجم كل قرن. بينما وجدت الاستطلاعات السابقة فترات متوسطة تبلغ ألف سنة أو حتى عشرة آلاف سنة، لم تتمكن هذه الدراسات من تحديد المصدر الدقيق للانفجارات الملاحظة. كما كان عليهم أن يقتصروا على النجوم دون أي جيران قريبين، مما يجعل هذه الدراسة الأخيرة الأكثر دقة وحساسية حتى الآن.
ومع ذلك، فإن الدراسات السابقة التي اعتبرت الأدلة غير المباشرة والملاحظات التي تم إجراؤها في العقود القليلة الماضية قد أسفرت عن فترات أطول بين الانفجارات الشمسية. كلما أطلق الشمس كمية عالية من الجسيمات الطاقية التي وصلت إلى الغلاف الجوي للأرض في الماضي، فإن التفاعل أنتج كمية قابلة للاكتشاف من الكربون المشع-14 (C14). سيبقى هذا النظير في عينات الأشجار والجليد على مدى آلاف السنين من التحلل البطيء، مما يسمح لعلماء الفلك بتحديد الأحداث الشمسية القوية ومدة حدوثها.
لقد سمحت هذه الطريقة للباحثين بتحديد خمسة أحداث للجسيمات الشمسية المتطرفة وثلاثة مرشحين خلال الاثني عشر ألف سنة الماضية – مما يشير إلى معدل متوسط يبلغ واحد من السوبر فلاش كل 1500 سنة. ومع ذلك، يعترف الفريق بأنه من الممكن أن تكون هناك أحداث للجسيمات الشمسية أكثر عنفاً وسوبر فلاش قد حدثت في الماضي. “ليس من الواضح ما إذا كانت الومضات العملاقة مصاحبة دائماً لعمليات طرد الكتلة الإكليلية وما هي العلاقة بين السوبر فلاش وأحداث الجسيمات الشمسية المتطرفة”، قال المؤلف المشارك البروفيسور الدكتور إيليا أوسوسكين من جامعة أولو. “هذا يتطلب مزيدًا من التحقيق.”
“
بينما لا تكشف الدراسة الجديدة متى ستشهد الشمس انفجاراً شمسياً ضخماً آخر، فإن النتائج تدعو إلى الحذر. “تعد البيانات الجديدة تذكيراً صارخاً بأن حتى أكثر الأحداث الشمسية تطرفاً هي جزء من مجموعة الشمس الطبيعية”، قالت المؤلفة المشاركة الدكتورة ناتالي كريفا من المعهد الفلكي للفيزياء الشمسية. في هذه الأثناء، أفضل وسيلة للبقاء مستعداً هي مراقبة الشمس بانتظام لضمان التنبؤ الموثوق والتحذير المبكر. بحلول عام 2031، ستعزز هذه الجهود عبر مسبار فيجيال ، الذي يساعد المعهد الفلكي للفيزياء الشمسية في تطوير آلته الأداة القطبية والمغناطيسية (PHI).
”