بين الخطر والحماية.. كيف تغير العواصف الشمسية مستقبل الأرض والفضاء؟

تشهد الأرض حالياً تحولاً جذرياً في أنماط الطقس الفضائي، مع توقعات علمية تشير إلى دخولنا عصراً جديداً من النشاط الشمسي المكثف خلال العقود القادمة.

وكشفت دراسة حديثة أجراها باحثون في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي بولاية كولورادو عن أدلة قوية على أن الشمس مقبلة على زيادة ملحوظة في التوهجات والعواصف المغناطيسية، ما قد يؤدي إلى تأثيرات أكبر للطقس الفضائي على كوكب الأرض، ويشكل تهديداً مباشراً للتقنيات الحساسة مثل الأقمار الصناعية وشبكات الكهرباء.

وقد قام الفريق البحثي في المركز بمراجعة بيانات لأقمار صناعية تمتد لعقود، كانت تقيس كثافة الجسيمات المشحونة – لا سيما البروتونات – المحيطة بالأرض، والتي تنبعث من الشمس وتبقى محاصرة داخل ما يُعرف بـ”أحزمة فان ألين الإشعاعية” المحيطة بكوكبنا.

وأظهرت البيانات أن كثافة هذه الجسيمات كانت في تزايد مستمر على مدى 45 عاماً، حتى بلغت ذروتها في عام 2021، ثم بدأت بالتراجع مع بداية الدورة الشمسية الحالية. ويُرجع العلماء هذا النمط إلى ظاهرة فلكية تُعرف بـ”دورة غلايسبرغ” (Gleissberg Cycle)، وهي دورة تستمر نحو 100 عام، اكتشفها عالم الفلك الألماني فولفغانغ غليسبرغ عام 1958، وتتسم بارتفاع تدريجي في النشاط الشمسي عبر أربع دورات، يعقبه انخفاض مماثل خلال الأربع التالية.

وتشير البيانات الحالية إلى أن الشمس تجاوزت أدنى نقطة في هذه الدورة الطويلة، ما يعني أننا على أعتاب مرحلة تصاعدية من النشاط الشمسي ستستمر لعقود مقبلة إلا أن المفارقة تكمن في أن هذه العواصف الشمسية المرتقبة تحمل وجهين متناقضين؛ فمن جهة، تهدد هذه الظواهر الكونية البنية التحتية التكنولوجية على الأرض وفي الفضاء، إذ يمكن للتوهجات الشمسية أن تُعطّل شبكات الطاقة، وتشوش أنظمة الاتصالات، وتتلف الأقمار الاصطناعية.

ومن جهة أخرى، فإن ارتفاع النشاط الشمسي يؤدي إلى بعض التأثيرات الإيجابية غير المتوقعة، أبرزها انخفاض كثافة الجسيمات المشحونة عالية الطاقة في الأحزمة الإشعاعية.

ويُفسّر العلماء هذا الانخفاض بأن ازدياد النشاط الشمسي يسبب تمدداً في الغلاف الجوي العلوي للأرض نتيجة ارتفاع درجة حرارته، ما يؤدي إلى تصادم الجسيمات المشحونة بطبقات الغلاف الجوي ودفعها نحو الفضاء، وهو ما يشكل درعاً طبيعياً يحمي الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية من الإشعاعات الضارة التي تؤثر سلباً في مكوناتها الإلكترونية وتزيد احتمالية تعرضها للأعطال.

لكن، ورغم هذه الفوائد، يحذر العلماء من أن المخاطر لا تزال قائمة. فخلال فترات الذروة الشمسية، تصبح الأرض أكثر عرضة للعواصف المغناطيسية المفاجئة، ومن أبرز آثارها ما يُعرف بـ”السحبات الجوية”، وهي ظاهرة ناتجة عن تمدد الغلاف الجوي العلوي، مما يزيد من مقاومة الهواء ويؤدي إلى تسريع فقدان الأقمار الاصطناعية في المدارات المنخفضة لارتفاعها.

وقد وقع أحد هذه الحوادث في مايو الماضي، حين تسببت عاصفة شمسية في اضطرار آلاف الأقمار الاصطناعية إلى استخدام محركاتها بشكل جماعي للعودة إلى مداراتها الآمنة، فيما وصفه البعض بـ”الهجرة الجماعية” للأقمار الصناعية.

ورغم التحديات، يرى العلماء أن هذا الفهم الجديد للطقس الفضائي يفتح آفاقاً واعدة لاستكشاف الفضاء، إذ إن انخفاض الإشعاعات في الأحزمة المحيطة بالأرض قد يسهم في تقليل المخاطر الصحية التي تهدد رواد الفضاء، مما يُسهّل تنفيذ المهمات المأهولة طويلة الأمد في المستقبل.انتهى 25/س