ألن يكون رائعًا إذا تمكن علماء الفيزياء الشمسية من التنبؤ بعواصف الشمس مثلما يتنبأ عالم الأرصاد بالأعاصير؟ حسنًا ، ربما يمكنهم الآن. أجرت مراصد STEREO التوأم التابعة لوكالة ناسا أول قياسات ثلاثية الأبعاد للانفجارات الشمسية ، والمعروفة باسم مقذوفات الكتلة التاجية (CMEs) ، مما يسمح للعلماء برؤية حجمها وشكلها ، وتصويرها أثناء سفرهم ما يقرب من 93 مليون ميل من الشمس إلى الأرض. مع STEREO ، يمكن للعلماء الآن التقاط صور للعواصف الشمسية وإجراء قياسات في الوقت الفعلي لمجالاتهم المغناطيسية ، بنفس الطريقة التي تسمح بها الأقمار الصناعية للمتنبئين برؤية تطور إعصار. يمكن أن تؤدي الانفجارات من الغلاف الجوي الخارجي للشمس ، أو الهالة ، إلى إحداث فوضى في الأقمار الصناعية (ورواد الفضاء) في المدار أو إحداث تيارات كبيرة في شبكات الكهرباء على الأرض ، مما قد يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي أو انقطاع التيار الكهربائي.
قال أنجيلوس فورليداس ، فيزيائي الطاقة الشمسية في مختبر الأبحاث البحرية بواشنطن ، "يمكننا الآن رؤية CME من الوقت الذي يغادر فيه السطح الشمسي حتى يصل إلى الأرض ، ويمكننا إعادة بناء الحدث ثلاثي الأبعاد مباشرة من الصور". عالم مشروع "تحقيق الشمس في الأرض التاجية والتحقيق في الغلاف الجوي" على متن "ستيرو". في الفيديو أعلاه ، شاهد بعض الصور ثلاثية الأبعاد ، واسمع Vourlidas يتحدث عن النتائج الجديدة.
[/شرح]
تنفث CMEs مليارات الأطنان من البلازما إلى الفضاء بسرعة آلاف الأميال في الساعة وتحمل بعض المجال المغناطيسي للشمس معها. تخلق هذه السحب العاصفة الشمسية موجة صدمة واضطرابًا كبيرًا ومتحركًا في النظام الشمسي. يمكن أن تسرع الصدمة بعض الجسيمات في الفضاء إلى طاقات عالية ، وهو شكل من أشكال "الأشعة الكونية الشمسية" التي يمكن أن تكون خطرة على المركبات الفضائية ورواد الفضاء. يمكن للمادة CME ، التي تصل بعد أيام ، أن تعطل المجال المغناطيسي للأرض ، أو الغلاف المغناطيسي ، والغلاف الجوي العلوي.
يتكون STEREO من مرصدين متطابقين تقريبًا يقومان برصد متزامن لـ CMEs من نقطتين مختلفتين. أحد المرصدين "يقود" الأرض في مداره حول الشمس ، بينما المرصد الآخر "يتتبع" الكوكب. توفر نقطتا الفضلتين لـ STEREO عرضًا فريدًا لتشريح العاصفة الشمسية أثناء تطورها وسفرها نحو الأرض. بمجرد وصول CME إلى مدار الأرض ، تتخذ أجهزة الاستشعار على الأقمار الصناعية قياسات في الموقع لسحابة العاصفة الشمسية ، مما يوفر "حقيقة أرضية" بين ما تم رؤيته على مسافة وما هو حقيقي داخل CME.
يوفر هذا المزيج فيزيائيي الطاقة الشمسية الفهم الأكثر اكتمالًا حتى الآن للعمل الداخلي لهذه العواصف. كما يمثل خطوة كبيرة نحو توقع متى وكيف سيشعر التأثير على الأرض. تتيح زاوية الفصل بين السواتل للباحثين تتبع CME في ثلاثة أبعاد ، وهو ما فعلوه عدة مرات في السنوات القليلة الماضية حيث تعلموا استخدام هذه الأداة الجديدة لطقس الفضاء.
قالت أنطوانيت "توني" جالفين ، فيزيائية الطاقة الشمسية بجامعة نيو هامبشاير ، والباحث الرئيسي في STEREO: "إن القياسات الموقعية من STEREO وغيرها من المركبات الفضائية القريبة من الأرض تربط بين الخصائص الفيزيائية لـ CME الهارب بالصور البعيدة". جهاز البلازما وتكوين الأيونات الفوقية (PLASTIC). "هذا يساعدنا على فهم كيفية تشكيل البنية الداخلية للتعليم الطبي المستمر والتنبؤ بشكل أفضل بتأثيرها على الأرض."
حتى الآن ، يمكن تصوير CMEs بالقرب من الشمس ، ولكن كان على القياسات التالية الانتظار حتى تصل سحابة CME إلى الأرض بعد ثلاثة إلى سبعة أيام. توفر صور وقياسات STEREO في الوقت الفعلي للعلماء عددًا كبيرًا من المعلومات - السرعة والاتجاه والسرعة - من CME أيام أقرب من الطرق السابقة. ونتيجة لذلك ، يتوفر المزيد من الوقت لشركات الطاقة ومشغلي الأقمار الصناعية للاستعداد لعواصف شمسية محتملة الضرر.
تعتمد القوة المدمرة للإعصار على اتجاهه وحجمه وسرعته ، وتعتمد خطورة تأثيرات CME على حجمه وسرعته ، بالإضافة إلى ما إذا كان يصيب إصابة مباشرة أو مائلة عبر مدار الأرض.
تشوش CMEs على المساحة التي يهيمن عليها المجال المغناطيسي للأرض. يمكن أن تؤدي اضطرابات الغلاف المغناطيسي إلى الأضواء الراقصة الملونة الزاهية والمعروفة باسم الشفق أو الأضواء الشمالية والجنوبية. في حين أن هذه العروض غير ضارة ، فإنها تشير إلى أن الغلاف الجوي العلوي للأرض والغلاف الأيوني في حالة اضطراب.
يمكن أن تتداخل عواصف الشمس مع الاتصالات بين المحطات الأرضية والأقمار الصناعية وطياري الطائرات ورواد الفضاء. يمكن لضوضاء الراديو الناتجة عن العاصفة أن تعطل خدمة الهاتف الخلوي. يمكن أن تشوه الاضطرابات في الأيونوسفير التي تسببها CMEs دقة الملاحة في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وفي الحالات القصوى ، تثير تيارات كهربائية شاردة في الكابلات الطويلة ومحولات الطاقة على الأرض.
تم إطلاق المركبة الفضائية التوأم STEREO في 25 أكتوبر 2006 ، في مدار الأرض حول الشمس.
المصادر: وكالة ناسا ، APL
