تمكن الباحثون لأول مرة من تتبع تطور الرياح الشمسية من بدايتها عند الشمس إلى تأثيرها على بيئة الفضاء القريبة من الأرض، كما أظهروا كيف يمكن التنبؤ بحدث الطقس الفضائي قبل يومين إلى يومين ونصف. وتعد الدراسة جديدة في ربط انتشار الرياح الشمسية وتأثيرها على بيئة الأرض القريبة من نقاط المراقبة المختلفة في الفضاء. وهذا يوضح أن الأقمار الصناعية الموضوعة في المكان الصحيح في الفضاء يمكن استخدامها لمراقبة انتشار الرياح الشمسية نحو الأرض مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من التنبؤ بالطقس الفضائي. بالإضافة إلى ذلك، تهدف "مهمة Vigil" المخطط لها من قبل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أيضًا إلى مراقبة الرياح الشمسية لإعطاء تحذيرات مسبقة من العواصف الشمسية القادمة من نقطة لاغرانج الخامسة (L2) على أقرب مسافة 2.5 مليون كيلومتر من الشمس. وهي حاليًا في مرحلة التطوير، وستوفر تدفق بيانات في الوقت الفعلي تقريبًا لخدمات الطقس الفضائي بعد إطلاقها في عام 5.
إن التنبؤ بالطقس (أي سرعة الرياح وهطول الأمطار ودرجة الحرارة وأشعة الشمس وما إلى ذلك) في مكان ما مهم بالنسبة لنا لعدة أسباب تتعلق بحياتنا اليومية بما في ذلك الزراعة والنقل والترفيه وما إلى ذلك. يساعد التنبؤ الدقيق بالطقس الاقتصاد ويجعل حياتنا سهلة ومريحة ولكن الأهم من ذلك أنه يمنحنا الوقت لتعبئة الموارد لاتخاذ الإجراءات الوقائية اللازمة للحماية من الأضرار التي تلحق بالحياة والممتلكات من الأحداث الجوية المعاكسة مثل الفيضانات والأعاصير وموجات الحر والأمطار الغزيرة وما إلى ذلك.
يؤثر الطقس على الأرض علينا، وكذلك "الطقس في الفضاء". نظرًا لأن كوكبنا الأرض هو جزء من نظام نجمي لنجم متوسط يسمى الشمس (وهو بدوره جزء صغير من مجرة تافهة للغاية في الكون تسمى درب التبانة)، فإن حياتنا وحضارتنا على الأرض تتأثر بالظروف في الفضاء وخاصة ما يحدث في جوارنا في النظام الشمسي. أي تغيير جذري معاكس في الطقس في الفضاء يشكل تهديدًا لأشكال الحياة البيولوجية والبنية التحتية التكنولوجية القائمة على الكهرباء والإلكترونيات على الأرض وفي الفضاء. يمكن أن تتعطل الأنظمة الإلكترونية والحاسوبية وشبكات الطاقة وخطوط أنابيب النفط والغاز والاتصالات السلكية واللاسلكية والاتصالات اللاسلكية بما في ذلك شبكات الهاتف المحمول ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والبعثات والبرامج الفضائية والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والإنترنت وما إلى ذلك - كل هذه يمكن أن تتعطل وتتوقف عن العمل بسبب الاضطرابات الشديدة في الطقس الفضائي. رواد الفضاء والمرافق الفضائية مثل المركبات الفضائية معرضون للخطر بشكل خاص. كانت هناك عدة حالات من هذا في الماضي على سبيل المثال، "انقطاع التيار الكهربائي" في كيبيك في مارس 1989 في كندا بسبب الوهج الشمسي الهائل الذي ألحق أضرارًا بالغة بشبكة الكهرباء. ولقد تعرضت بعض الأقمار الصناعية أيضاً لأضرار. ومن هنا، فإن الحاجة ماسة إلى نظام للتنبؤ بالطقس الفضائي، تماماً كما لدينا أنظمة للتنبؤ بالطقس على الأرض.
في البداية، العامل الرئيسي في ظاهرة الطقس على الأرض هو تيارات "الرياح" التي تتألف من جزيئات الغازات في الغلاف الجوي للأرض. وفي حالة الطقس في الفضاء، فإن "الرياح الشمسية" تتألف من تيارات من الجسيمات المؤينة عالية الطاقة مثل الإلكترونات وجسيمات ألفا وما إلى ذلك (أي البلازما) المنبعثة من الطبقة التاجية شديدة السخونة في الغلاف الجوي للشمس في جميع الاتجاهات في الغلاف الشمسي بما في ذلك نحو الأرض.
لذا، فإن التنبؤ بالطقس الفضائي يتضمن التنبؤ بظروف الرياح الشمسية بناءً على الفهم الحالي لتكوينها وكثافتها وحركتها في الفضاء. ونحن نعلم أن القذف المفاجئ للكتل من الطبقة الإكليلية للشمس (أي القذف الكتلي الإكليلي أو CMEs) يرتبط بظروف الرياح الشمسية الشديدة أو العواصف الشمسية. لذا، فإن مراقبة القذف الكتلي الإكليلي أو المجالات المغناطيسية للفوتوسفير يمكن أن تعطي فكرة عن عاصفة الرياح الشمسية المعوقة، لكن النظام المنتظم للتنبؤ بالطقس الفضائي يتطلب الجمع بين نموذج وملاحظات الرياح الشمسية لإيجاد تقدير للواقع (أي استيعاب البيانات). وهذا بدوره يتطلب تتبعًا منتظمًا لتطور الرياح الشمسية منذ بدايتها عند الشمس حتى تأثيرها على بيئة الفضاء القريبة من الأرض.
كما ورد في 09 سبتمبر 2024، قام باحثون من VSSC و ISRO، لأول مرة، بتتبع تطور الرياح الشمسية من بدايتها في الشمس إلى تأثيرها على بيئة الفضاء القريبة من الأرض. باستخدام البيانات من إشارات الراديو TTC (القياس عن بعد والتتبع والأوامر) من مهمة مسبار المريخ التابع لـ ISRO (MOM) من عام 2015 وشبكة InSWIM (الشبكة الهندية لمراقبة تأثير الطقس الفضائي)، قاموا برسم خريطة لأصل وتسارع وانتشار تيارات الرياح الشمسية عالية السرعة (HSS) ولاحظوا تأثيرها على الغلاف الأيوني للأرض عند خطوط العرض المنخفضة. أظهروا كيف يمكن التنبؤ بحدث الطقس الفضائي قبل 2 إلى 2.5 يوم. الدراسة جديدة في ربط انتشار الرياح الشمسية وتأثيرها على بيئة بالقرب من الأرض من نقاط مراقبة مختلفة في الفضاء. وهذا يوضح أن الأقمار الصناعية الموضوعة في المكان المناسب في الفضاء يمكن استخدامها في مراقبة انتشار الرياح الشمسية تجاه الأرض، وهو ما يمكن أن يحسن بشكل كبير التنبؤ بالطقس الفضائي.
وتهدف مهمة "Vigil" المخطط لها من قبل وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا إلى مراقبة الرياح الشمسية لإعطاء تحذيرات مسبقة من العواصف الشمسية القادمة من نقطة لاغرانج الخامسة (L5) على أقرب مسافة تبلغ 150 مليون كيلومتر من الشمس. وهي حاليًا في مرحلة التطوير، وستوفر تدفقًا للبيانات في الوقت الفعلي تقريبًا لخدمات الطقس الفضائي بعد إطلاقها في عام 2031.
***
المراجع:
- جين RN، وآخرون 2024. تأثير تيار الرياح الشمسية عالية السرعة على نظام الغلاف الأيوني عند خطوط العرض المنخفضة - دراسة تجمع بين ملاحظات MOM وInSWIM الهندية. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، stae2091. نُشر: 09 سبتمبر 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2091
- تورنر هـ، 2024. تحسينات التنبؤ من استيعاب بيانات الرياح الشمسية. أطروحة دكتوراه. جامعة ريدينغ. 21 مايو 2024. DOI: https://doi.org/10.48683/1926.00116526 متواجد في https://centaur.reading.ac.uk/116526/1/Turner_thesis.pdf
- وكالة الفضاء الأوروبية. سلامة الفضاء – مهمة مراقبة. متاح على https://www.esa.int/Space_Safety/Vigil
- Eastwood JP, 2024. مقياس المغناطيسية الوقائي لخدمات الطقس الفضائي التشغيلية من نقطة L5 بين الشمس والأرض. الطقس الفضائي. نُشر لأول مرة: 05 يونيو 2024. DOI: https://doi.org/10.1029/2024SW003867
***
مقالات ذات صلة
- مهمة المريخ المدارية (MOM) التابعة لـ ISRO: نظرة جديدة للتنبؤ بالنشاط الشمسي (شنومكس يناير شنومكس)
- طقس الفضاء واضطرابات الرياح الشمسية وانفجارات الراديو (11 فبراير 2021)
- تم إدخال المركبة الفضائية للمرصد الشمسي Aditya-L1 في Halo-Orbit (شنومكس يناير شنومكس)
***
 aims to keep an eye on solar winds to give advance warnings of oncoming solar storms from Fifth Lagrange point (L5) at the closest distance of 150 million km from Sun. Currently in development stage, it will provide a near real-time data stream for space weather services following its launch in 2031.){kind=link}