سؤال وجواب مع متنبئ بنشاط الدورة الشمسية

د. ليزا ابتون Dr Lisa Upton:
تعمل لصالح مؤسسة أبحاث أنظمة الفضاء Space Systems Research، وهي رئيس مشارك في مجموعة التنبؤ بالدورة الشمسية 25

مع استيقاظها من أدنى نقطة نشاط لها في دورة نشاطها التي تمتد 11 عاماً، توقعت مجموعة من العلماء كيف ستكون الدورة الشمسية الجديدة

– ما هي الدورة الشمسية؟
إنها دورة البقع الشمسية التي يقودها المجال المغناطيسي المتغير للشمس. تظهر البقع في بداية الدورة الشمسية، بدءاً من خطوط العرض العالية بعدد قليل جداً منها. ومع تقدم الدورة، تصير أكثر تكراراً وتتحرك إلى خطوط العرض المنخفضة، وتبلغ ذروتها عند الحد الأقصى لدفق الطاقة الشمسية؛ يلي ذلك مرحلة انحسار. وتبلغ مدة الدورة الشمسية 11 عاماً تقريباً، ولدينا سجلات لآخر 24 دورة منها.

– أنت عضوة في مجموعة توقع الدورة الشمسية 25 – ما هذه المجموعة؟
مع كل دورة شمسية يكون هناك منظمة دولية تجمع مجموعة من الخبراء لتوقع تنبؤات عن الدورة الشمسية الجديدة. ففي عام 2019 طلبنا إلى علماء الطاقة الشمسية تقديم تنبؤاتهم، ثم استخدمناها للتوصل إلى توافق في الآراء حول ما اعتقدنا أن الدورة الشمسية القادمة ستكون عليه. فالتوقعات تفيد أيضاً لمن هم خارج مجموعة علماء الشمس. وكلما زاد عدد البقع الشمسية، زاد عدد التوهجات الشمسية، والانبعاثات الكتلية الإكليلية والثقوب الإكليلية، وهذه الأنواع من النشاط يمكن أن تؤثر فينا هنا على الأرض. نحن محميون في الغالب بفعل المجال المغناطيسي للأرض، لكن رواد الفضاء، أو الأقمار الاصطناعية في الفضاء، يمكن أن يتأثروا كثيراً بهذه العواصف الشمسية.

– ماذا كانت توقعاتك؟
نحن مكلفون رسمياً بالتنبؤ بالحد الأدنى من النشاط الشمسي والحد الأقصى والسعة، لكننا نحب أيضاً تقدير بعض الأشياء الأخرى مثل عدد التوهجات التي قد تنتج. توقعنا إنتاج الحد الأدنى من النشاط الشمسي في شهر أبريل 2020، زائد أو ناقص ستة أشهر. لقد استغرق الأمر بعض الوقت للتأكد من وقت حدوث الحد الأدنى للنشاط الشمسي – حيث نأخذ متوسط 13 شهراً لأرقام البقع الشمسية – لذلك لا نعرف أننا تجاوزنا الحد الأدنى إلا في فترة أقصاها بعد ستة أشهر على الأقل. في الشهر أو الشهرين الماضيين، تمكنا من النظر إلى الوراء ورأينا أن الحد الأدنى حدث في ديسمبر 2019.
وتوقعنا أيضاً أن يكون الحد الأقصى للنشاط الشمسي في يوليو 2025، زائد أو ناقص ستة أشهر، ولكن لأن الحد الأدنى قد تغير في وقت سابق فإنه قد يكون أقرب إلى بداية العام 2025. ومع ذلك، فإن توقيت الحد الأقصى أقل وضوحاً قليلاً. في الدورة الشمسية 24، على سبيل المثال، كانت هناك ذروتان واضحتان يفصل بينهما عامان. فهل الحد الأقصى متزامن مع الذروة الأولى؟ أم الثانية؟ أم في مكان ما في المنتصف؟ لذلك فهو تقدير تقريبي.

– كيف توصلتم إلى هذه التوقعات؟
هناك ثلاث طرق مختلفة: أولاً، هناك طرق عددية، حيث يمكنك إلقاء نظرة على السجلات التاريخية للدورات الشمسية، ومعرفة ما إذا كان يمكنك استخدام التحليل الإحصائي لتخمين الدورة التالية. فالمجموعة الثانية من الأساليب تعتمد أكثر على الفيزياء؛ تنظر تلك إلى علم ما يجري في الشمس، ثم يستخدمون تلك المعرفة لمحاولة استنتاج التنبؤات. ويتضمن ذلك النظر إلى النشاط المغناطيسي هنا على الأرض، أو قوة المجال المغناطيسي القطبي للشمس. ويشمل الخيار الأخير أي شيء لا يتناسب مع الفئات الأخرى. وستحصل على بيانات من مصادر متباينة – مثل الأشخاص الذين ينظرون إلى مدار كوكب المشتري؛ وهناك القليل من الأدلة لإثبات دقة هذه البيانات، ولكن هناك العديد من المصادر. ولكن، وجدنا أن الأساليب القائمة على الفيزياء كانت أكثر فعالية بشكل ساحق.

– كيف تبدو الدورة الشمسية 25؟
يبدو أنها ستكون على قدم المساواة مع الدورة الشمسية 24، والتي كانت أضعف دورة لدينا في المئة عام الماضية. لكن الدورات الصغيرة تحدث، وهي ليست صغيرة جداً لدرجة تشعرنا بالقلق من أن الشمس تموت أو أي شيء مشابه. أحد الأموز المثير للاهتمام رؤيتها هو ما إذا كانت ستثور بقوة من جديد بعد الدورة 25.

– هل يمكنك استنتاج أي تنبؤات للدورات المستقبلية؟
قدراتنا محدودة جدا، ولا يمكننا التنبؤ بالدورة التالية إلا عندما نقترب من نهاية الدورة السابقة. لذا لن نكون قادرين على قول أي شيء عن دورة النشاط الشمسي 26 إلاّ بعد مرور 8 أو 9 سنوات أخرى. وهذا حافز كبير لنوع البحث العلمي الذي نضطلع به، ولكن ما إذا كان هناك حد أساسي يحد توقعات النشاط الشمسي مستقبلاً فسيظل سؤالاً مطروحا.