في الأول من سبتمبر 1859 ، استيقظ المنقبون عن الذهب في كولورادو في يوم مشمس آخر. أو هكذا اعتقدوا. سرعان ما فوجئوا باكتشاف أنها كانت في الواقع واحدة في الصباح. والشمس لا تلقي بضوءها في السماء ، إنها ستارة من نور. يمكن رؤية الضوء الساطع حتى البحر الكاريبي ، لذلك اعتقد الناس في العديد من المناطق أن المدن المجاورة قد اشتعلت فيها النيران. لكن السبب الحقيقي لما أصبح يعرف بحدث كارينغتون كان عاصفة شمسية الأكبر على الإطلاق.
العواصف الشمسية
هي واحدة من العديد من الظواهر الفيزيائية الفلكية التي تسببها المجالات المغناطيسية. يتم إنشاء هذه الحقول من خلال حركة الجسيمات المشحونة مثل البروتونات والإلكترونات. على سبيل المثال ، يتكون المجال المغناطيسي للأرض من معادن مشحونة منصهرة منتشرة في جميع أنحاء اللب الخارجي للأرض. وبالمثل ، يتم إنشاء المجال المغناطيسي للشمس بواسطة حركات الحمل الحراري الكبيرة في البلازما المكونة للنجوم. عندما تدور هذه البلازما ببطء ، فإنها تخلق مناطق نشاط مجال مغناطيسي مكثف تسمى البقع الشمسية. غالبًا ما تصبح المجالات المغناطيسية التي تتشكل بالقرب من هذه المناطق ملتوية ومتوترة. عندما تتوسع كثيرًا ، فإنها تتحول فجأة إلى هياكل أبسط ، وتطلق طاقة تدفع البلازما بعيدًا عن سطح الشمس.
تسمى هذه الانفجارات بالقذف الكتلي الإكليلي. تتسارع البلازما ، المكونة في الغالب من البروتونات والإلكترونات ، إلى آلاف الكيلومترات في الثانية. في غضون يومين فقط ، أدى طرد الكتلة الإكليلية العادية إلى تقصير المسافة بين الشمس والأرض ، متدفقة على طول المجال المغناطيسي الذي يمر عبر النظام الشمسي. تنجذب المقذوفات التي تعبر مسار الأرض بواسطة خطوط مجالها المغناطيسي وتسقط في الغلاف الجوي حول الأقطاب المغناطيسية للأرض. تحفز الموجات المدية لهذه الجسيمات النشطة ذرات الغلاف الجوي مثل الأكسجين والنيتروجين ، مما يجعلها تشتت بسرعة فوتونات ذات مستويات طاقة مختلفة. والنتيجة هي عرض ضوئي رائع نسميه الشفق القطبي. في حين أن هذه الظاهرة عادة ما تكون مرئية فقط بالقرب من قطبي الأرض ، إلا أن العواصف الشمسية القوية يمكن أن تجلب ما يكفي من الجسيمات عالية الطاقة.
المجال المغناطيسي
تضيء المساحة الشاسعة للسماء. المجال المغناطيسي لنظامنا الشمسي ضئيل مقارنة بالمجال المغناطيسي للفضاء السحيق. تنتج بعض النجوم النيوترونية مجالات طاقة أقوى بمئة مليار مرة من تلك الموجودة في البقع الشمسية. ينفث المجال المغناطيسي حول ثقب أسود هائل تيارات من الغاز تمتد لآلاف السنين الضوئية. ومع ذلك ، فحتى أضعف العواصف الشمسية على الأرض قد تفاجئنا بخطورتها. في حين أن العواصف التي تصل إلينا غير مؤذية بشكل عام للإنسان ، يمكن للجسيمات عالية الطاقة التي تسقط في الغلاف الجوي أن تخلق مجالات مغناطيسية ثانوية تولد بدورها تيارات مارقة يمكن أن تقصر المعدات. أثناء حادثة كارينغتون ، كان التلغراف هو التقنية الكهربائية الوحيدة المستخدمة في ذلك الوقت. لكن منذ ذلك الحين ، أصبحنا أكثر اعتمادًا على الأنظمة الكهربائية. في عام 1921 ، قامت عاصفة شمسية قوية أخرى بحرق أجهزة الهاتف والتلغراف في جميع أنحاء العالم. في نيويورك ، تم إغلاق نظام السكك الحديدية بالكامل واندلع حريق في مبنى التحكم المركزي. أدت العواصف الضعيفة نسبيًا بين عامي 1989 و 2003 إلى إغلاق مناطق الشبكة الكهربائيه الكندية وألحقت أضرارا بأقمار صناعية متعددة. إذا تعرضنا لعاصفة قوية مثل حدث كارينغتون اليوم، فقد تدمر كوكبنا المترابط والمكهرب.
لحسن الحظ، نحن لسنا عزلا بلا حول. بعد قرون من مراقبة البقع الشمسية، تعلم الباحثون أن النشاط المغناطيسي المعتاد للشمس يتبع دورة مدتها 11 عاما، ما يعطينا لمحة عن الوقت الذي يرجح أن تحدث فيه العواصف الشمسية. ومع تحسن قدرتنا على التنبؤ بطقس الفضاء، تحسن كذلك ما في جعبتنا من تدابير لتخفيف الأضرار. يمكن إغلاق شبكات الطاقة قبل حدوث عاصفة شمسية، بينما يمكن تركيب المكثفات لامتصاص التدفق المفاجئ للطاقة. لقد تم تجهيز العديد من الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الحديثة بدروع خاصة لامتصاص تأثير العاصفة الشمسية. ولكن حتى بهذه الإجراءات الوقائية، ما يزال من الصعب تحديد أداء تقنيتنا في خضام الحدث المهول التالي. من الممكن أن لا يطالنا إلا الشفق القطبي لإضاءة طريق تقدمنا
