علماء يكشفون مفتاحاً جديداً لتعزيز دقة التنبؤ بالعواصف الفضائية

نجح مسبار Solar Orbiter في تتبع الإلكترونات فائقة الطاقة التي تندفع بسرعة تقارب سرعة الضوء، وربط هذه الجسيمات مباشرة بمصادرها على سطح الشمس مثل الانفجارات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية؛ ما يفتح آفاقًا جديدة لفهم أعمق لفيزياء الشمس والتنبؤ بالعواصف الكهربائية الفضائية.

دور الانفجارات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية في اندفاع الإلكترونات

تعتبر الانفجارات الشمسية من أكبر المصادر التي تسرع الإلكترونات لأكثر من 300 ألف كيلومتر في الثانية، حيث تنتج عن إعادة ارتباط الحقول المغناطيسية داخل الغلاف الشمسي طاقة هائلة تعادل ملايين القنابل الهيدروجينية؛ ما يؤدي إلى تسريع جسيمات مشحونة بشكل سريع ومركز. إلى جانب ذلك، تعمل الانبعاثات الكتلية الإكليلية التي تقذف كتل ضخمة من البلازما إلى الفضاء كمسرعات طبيعية؛ إذ تسبب الموجات الصدمية التي تتكون أمامها تسريع الإلكترونات عبر مسافات أطول وبزمن أكثر استمرارية، ما يجعل هذه الظاهرة أوسع انتشارًا وأكثر تأثيرًا.

فهم آليات اندفاع الإلكترونات وتأثيرها على التنبؤ بالطقس الفضائي

قسم العلماء ظاهرة اندفاع الإلكترونات فائقة الطاقة إلى نوعين رئيسيين، الأول يرتبط بالأحداث السريعة التي تنشأ عند الانفجارات الشمسية القوية والتي تطلق دفعات مركزة من الإلكترونات بسرعة تقترب من سرعة الضوء، وهي مرتبطة عادة بانفجارات أشعة سينية قوية. أما النوع الثاني فهو العواصف الطويلة المعتمدة على الانبعاثات الكتلية الإكليلية التي تسبب موجات صدمية تسارع الإلكترونات لفترات أطول ومسافات أبعد؛ ما يجعلها الأخطر من حيث التأثير على الأرض. فهم هذه الآليات يسهم بشكل مباشر في تحسين القدرة على التنبؤ بالطقس الفضائي وحماية التكنولوجيا الأرضية المعتمدة على الأقمار الصناعية واتصالات الفضاء.

Solar Orbiter والتقدم العلمي في دراسة الإلكترونات فائقة الطاقة

مسبار Solar Orbiter، الذي تم إطلاقه في فبراير 2020، يعد من أعقد المختبرات الفضائية لدراسة الشمس، إذ يحمل عشرة أجهزة علمية متقدمة التقطت أول صور قريبة للأقطاب الشمسية ونفذت عمليات رصد دقيقة منذ نوفمبر 2021. بإمكان هذا المسبار رصد وتحليل أكثر من 300 انفجار لإلكترونات نشطة بين عامي 2020 و2022، ما سمح بفصل الظاهرة إلى نوعين بحسب سرعة وإيقاع الإلكترونات المتسارعة. تشير الدراسات إلى أن التأخير في رصد الإلكترونات بعد الانفجارات ليس فقط ناجمًا عن اللحظة التي تنطلق فيها، وإنما أيضًا بسبب اضطرابات الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي، والتي تزيد مع ابتعاد الإلكترونات عن الشمس. وهذا الفهم أتاح تقدماً ملحوظًا في التمييز بين الأحداث السريعة والمستمرة؛ ما يعزز قدرات حماية البنية التحتية الفضائية ويقلل المخاطر التي تتعرض لها الأنظمة التكنولوجية الحديثة على الأرض، ويشدد على أهمية رصد الظواهر الشمسية ومراقبة تداعياتها بشكل دقيق.