نبض الشمس المغناطيسي تسمعه الأرض ✛
الشمس تتنفس، ولهذا التنفس إيقاع مغناطيسي. كل 27 يومًا يكمل السطح المرئي للنجم دورة كاملة، ومعه مجاله المغناطيسي، الذي يشبه شريطًا غير مرئي يلتف حول النجم. الأرض، بوصفها مستمعًا حساسًا، تستجيب لهذا الإيقاع بذبذبات في مجالها المغناطيسي: عواصف جيومغناطيسية، شفق قطبي، واضطرابات في عمل الأقمار الصناعية. لكن حتى الآن لم يستطع أحد الربط مباشرة بين "نبض" المجال الشمسي وما تشعر به الأرض.
في السابق، لمعرفة مدى اضطراب الشمس للأرض، كان لا بد من بناء نماذج معقدة للإكليل الشمسي والرياح الشمسية. هذا يشبه محاولة توقع شدة صوت الأوركسترا من خلال دراسة نوتات كل كمان على حدة. باحثو مرصد ويلكوكس الشمسي اتبعوا نهجًا مختلفًا: أخذوا 50 عامًا من خرائط المجال المغناطيسي للشمس، خريطة لكل دورة، بإجمالي 652 خريطة، واستخرجوا مركبتين رئيسيتين للمجال. إحداهما موجهة على طول محور الدوران، والأخرى تقع في المستوى الاستوائي. هاتان المركبتان تشبهان طبلين في الأوركسترا: أحدهما يضبط الإيقاع المنخفض، والآخر الإيقاع المرتفع.
اتضح أن النشاط الجيومغناطيسي للأرض يُتنبأ به بشكل أفضل من خلال معادلة بسيطة، حيث تدخل المركبة الاستوائية تحت الجذر التربيعي، بينما تدخل المركبة المحورية خطيًا. بلغ معامل الارتباط مع مؤشر Kp 0.71، مما يعني أنه من رقمين على خريطة الشمس يمكن تفسير أكثر من نصف تباين العواصف الأرضية. كما أن المركبة الاستوائية تساهم بنحو ضعف مساهمة المركبة المحورية: فهي، التي تتأرجح بفترة حوالي عام، هي التي تسبب الارتفاعات الحادة في النشاط. أما المركبة المحورية فتتغير بسلاسة، وتعكس قوة الحقول القطبية للشمس.
المؤشر الجديد، المسمى PIGA (مؤشر ضوئي للنشاط الجيومغناطيسي)، يعيد إنتاج الاتجاه طويل الأمد والسلوك خلال مراحل الانحدار للدورتين الشمسيتين 22 و24 بشكل جيد. لكنه قد يبالغ أو يقلل من تقدير النشاط قرب الحدود القصوى، مثل قائد أوركسترا يسمع الإيقاع العام لكنه أحيانًا يخلط بين ضربات الصنج الفردية. هذا القيد مرتبط بأنه عند الحد الأقصى للدورة يصبح المجال المغناطيسي للشمس معقدًا للغاية، ولا تكفي المركبتان ثنائيتا القطب.
الآن، بعد أن أصبح بإمكاننا قراءة "نبض" الشمس مباشرة من خرائط سطحها، تتفتح آفاق جديدة. يمكن تقييم الفعالية الجيومغناطيسية للشمس في الماضي، عندما لم تكن هناك ملاحظات بالأقمار الصناعية، بالاعتماد على إعادة بناء تاريخية للمجال المغناطيسي من ملاحظات البقع الشمسية. ويمكن استخدام PIGA لمعايرة نماذج تطور المجال المغناطيسي، مما يزيل الغموض المعروف في معاملاتها. وربما يساعد هذا المؤشر البسيط في تحسين التنبؤ بـالطقس الفضائي، الذي يؤثر على شبكات الطاقة وحتى على الطقس الشتوي على الأرض.
الشمس تواصل تنفسها، والأرض تواصل الاستماع. والآن لدينا شوكة رنانة لمزامنة إيقاعيهما.
المكوّن ثنائي القطب الاستوائي للمجال المغناطيسي الشمسي يتأرجح بفترة تبلغ نحو عام واحد، ويكاد يختفي عند حُدود الدورة الشمسية الدنيا، بينما يتغيّر المكوّن المحوري بشكل سلس ويعكس قوة الحقول القطبية.