لاحظ العلماء الفلكيون ظهور و اختفاء بقع داكنة خلال مراقبتهم للشمس قصد دراستها لذلك ظن الكثيرون أنها ربما تعلن عن نهاية حياة هذا النجم ، لكن الأمر ليس كذلك بل هي حالة طبيعية لوحظت لدى أغلب النجوم .يمكن تشبيه الشمس ، مثل جميع النجوم ، بكرة ضخمة من الغاز الساخن.
تصل درجة حرارة سطحها إلى 5800 كلفن (K)، وهو ما يعادل تقريبًا 5500 درجة مئوية. تظهر البقع في الغلاف الضوئي، وهي طبقة من الغلاف الجوي قريبة من السطح. السبب الكامن وراء ظهورها أن الغلاف الذي يحيط بالشمس في حالة من الانقلاب المستمر و تقوم بتزويده حركات الكتل الغازية المحملة بالحرارة. هذا التحريض لكتل ​​الغاز يخلق ويشوه المجال المغناطيسي ، وهو ما يسمى بالنشاط الشمسي.
جزم العلماء أن هذه البقع ناتجة عن عواصف على سطح الشمس، كما تتميز بنشاط مغناطيسي مكثف ويستضيف المتوهجات الشمسية والانبعاث الغازية الساخنة من هالة الشمس. يعتقد العلماء أن عدد البقع على الشمس يتغير بمرور الوقت ، ويصل إلى ذروته وهو ما يسمى بالطاقة الشمسية القصوى . تشير بعض الدراسات إلى أن نشاط البقع الشمسية تضاعف بشكل عام في القرن الماضي وأن الشمس تتوهج أكثر بنسبة 0.1 في المائة الآن مما كانت عليه قبل 100 عام.
البقع الشمسية وسبب ظهورها
البقع الضوئية هي المناطق الأكثر برودة على سطح الشمس، حيث تبلغ درجة حرارتها حوالي 3000 درجة مئوية، و هذا ناتج عن عدم وصول الكتل الهوائية الساخنة إلى تلك المنطقة من الغلاف، و التي تأثرت بدورها بتغيير المجال المغناطيسي.
وهذا سبب ظهورها مظلمة بالمقارنة مع بعض المناطق الأخرى التي تبدو أكثر إشراقا.تظهر هذه البقع و تختفي وفقا للدورة الشمسية حيث لاحظ العلماء أن هذه الدورة تتغير و تمتد بمعدل 11عاما في المتوسط، بين فترات النشاط العالي، مصحوبة بتكوين العديد من البقع، وفترات الهدوء. تم الوصول إلى آخر حد أدنى لهذا النشاط ما بين 2008 و 2009، ومنذ ذلك الحين دخلت الشمس دورة جديدة.
كان الحد الأقصى الذي تم الوصول إليه في عام 2014، وهو واحد من أدنى المعدلات المسجلة على الإطلاق، يتميز بعدد منخفض جدًا من النقاط مقارنة بالدورة السابقة. يبدو أن هذا الانخفاض الواضح في النشاط يسير على ما يرام على المدى الطويل. يعتقد الباحثون أننا قد نشهد بعد ذلك انخفاضًا طفيفًا في درجات حرارة الأرض .
البقع الشمسية هي أيضًا موقع التوهجات الشمسية أو العواصف الشمسية ، والتي تحدث عندما يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة فجأة. عندما تصل إلى الأرض ، تصحب هذه العواصف جسيمات مشحونة تفاعل بعد ذلك مع الغلاف الجوي العلوي لتولد ظاهرة الشفق القطبي. يمكن للعواصف القوية أن تغلق اتصالاتنا الحديثة (الراديو، الإنترنت، الهاتف ) وتتسبب في انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع.
تأثير البقع الشمسية على المناخ
تتكون الرياح الشمسية، وفقًا لمركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا، من مشاعل بلازما ممغنطة وفي بعض الحالات ترتبط ببقع الشمس. تنبثق من الشمس وتؤثر على أشعة المجرة التي قد تؤثر بدورها على الظواهر الجوية على الأرض ، مثل كثافة السحاب .
لكن العلماء هم أول من يعترف بأن لديهم الكثير ليتعلموا عن الظواهر الفلكية مثل البقع الشمسية والرياح الشمسية، بعضها مرئي للبشر على الأرض في شكل الشفق القطبي وعروض ضوئية أخرى بين الكواكب. هذا الكون الذي نحن فيه مليء بالأسرار و الظواهر الغريبة و كوننا جزء من هذا الكون يتوجب علينا ملاحظته و دراسته أولا لنحمي وجودنا و أيضا لمساعدة بيئتنا في الوقاية من الأخطار المحتملة.
يشكك العلماء نظرية تم تداولها كثيرا في العقد الأخير و هي أن المناخ يتغير بسبب النشاط البشري والاحتباس الحراري، و يرجحون أن هذا التغير يمكن أن ينتج طبيعيا بسبب البقع الشمسية أو الرياح الشمسية بالخصوص. حيث يصرحون ارتباط حدوث زيادة في نشاط البقع الشمسية وتزايد درجات الحرارة العالمية على الأرض في وقت واحد ، وينظرون إلى تنظيم انبعاث الكربون على أنه حماقة مع تداعيات سلبية على اقتصادنا والبنية التحتية للطاقة المجربة والصحيحة.
يتفق العديد من علماء المناخ على أن البقع الشمسية والرياح الشمسية يمكن أن تلعب دورًا في تغير المناخ ، لكن الغالبية العظمى تعتبره ضئيلًا جدًا وتعزو ارتفاع درجة حرارة الأرض في المقام الأول إلى الانبعاثات الناتجة عن النشاط الصناعي على هذا الكوكب.ومن المفارقات ، أن الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كانت ظواهر مثل البقع الشمسية والرياح الشمسية تلعب دورًا كبيرا في تغير المناخ هو التقليل من انبعاث الكربون لملاحظة ما إذا كان سيتغير المناخ أو سيتحسن مع مرور الوقت وهذا مستحيل في ظل تطور الصناعة في هذا العصر.[2]
اختفاء البقع الشمسية
لاحظ العلماء اختفاء البقع الشمسية في بعض المناطق مع ظهور أخرى، البقع الشمسية هي مناطق مظلمة أكثر برودة على سطح الشمس تهيمن عليها المجالات المغناطيسية الشديدة. هذه العواصف من الجسيمات المشحونة هي المسؤولة عن ظاهرة الشفق الجميل على الأرض ، ولكن يمكن أن تكون سببا في حوادث مأساوية ، فهي قد تتسبب في تدمير الإلكترونيات في الفضاء والأقمار الصناعية والمحطات الفضائية ، والتأثير على السفر الجوي فوق المناطق القطبية ، وشبكات الطاقة على الأرض.
تشهد الشمس بشكل دوري تغيرا في عدد البقع الشمسية، وهي دورة تستمر ما يقرب من 11 عامًا. ومع ذلك، قرب نهاية الدورة الشمسية 23، التي بلغت ذروتها في عام 2001، دخل النشاط الشمسي “الحد الأدنى” الطويل بشكل غير عادي مع عدد كبير من الأيام بدون بقع شمسية ومجال مغناطيسي قطبي ضعيف للغاية.
لفهم كيف تغيرت أعداد البقع الشمسية على سطح الشمس، طور العلماء برنامج بواسطة الكمبيوتر للمجال المغناطيسي الشمسي وذلك لمحاكاة 210 دورة شمسية.في نفس الوقت ، قاموا بتغيير سرعة دوران الشمس من الشمال إلى الجنوب ، وذلك لمحاكاة البلازما شديدة الحرارة في الثلث العلوي من الشمس.
اكتشف الباحثون خلالها أن التدفق الزوالي السريع في النصف الأول من الدورة الشمسية ، يليه تدفق أبطأ كما أظهرت الصور التي تم إنشاؤها من محاكاة الكمبيوتر أن الحد الأدنى العميق في النشاط الشمسي يحدث عندما يتم فصل أحزمة المجال المغناطيسي لدورتين متتاليتين في المكان والزمان بسبب التغيرات في تدفق البلازما الزائدة الداخلية الشمسية بينما شاهد العلماء في النصف الثاني ، أن هناك تناقص في البقع وبالتالي الوصول إلى الحد الأدنى من البقع الشمسية العميقة ، ويعيد بشكل فعال الحد الأدنى من الدورة 23 التي تعرضت لها الشمس.[1]
لا يزال هذا التغير لغزا يعمل عليه علماء الفضاء عبر العالم ، ولا يزال السبب وراء تغير هذه التدفقات الزائدة مجهولا ، هذه الأخيرة التي تسببت في اختفاء البقع الشمسيةو ظهورها في مكان آخر ، لكن هذا التغير و التدفق مرتبط جزئيا في الاختلافات الصغيرة في درجة الحرارة و أيضا الاختلافات المتواجدة بين خط الاستواء و الأقطاب على سطح الشمس، حيث بسبب دوران هذه الأخيرة تغير الرياح و العواصف و بالتالي المجالات المغناطيسية .
