على بعد ثلاثة وتسعين مليون ميل، يمكن لثوران بركاني في الشمس أن يرسل سحبًا من الجسيمات المشحونة نحو الأرض، مما يهدد الأقمار الصناعية والاتصالات وأنظمة تحديد المواقع وشبكات الطاقة. يتطلب التنبؤ بهذه الاضطرابات فهم الدورة المغناطيسية للشمس التي تبلغ 11 عامًا، إلا أن البقع الشمسية والانفجارات التي يتتبعها علماء الفلك بشكل روتيني لا يمكنها الكشف عن كيفية تغير النشاط تحت السطح اللامع للنجم.
ومن خلال ضبط الموجات الصوتية التي يتردد صداها عبر الشمس، وجد فريق دولي بقيادة جامعة برمنغهام دليلاً على أن التغييرات المرتبطة بنشاطها المغناطيسي أصبحت تتركز بالقرب من السطح. وقد أبلغ الباحثون عن النتائج التي توصلوا إليها في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (MNRAS).
تتبع التحولات المغناطيسية من خلال الاهتزازات الشمسية الداخلية
تهتز الشمس مثل جرس رنين عملاق، مع موجات صوتية تتغير تردداتها استجابة للنشاط المغناطيسي. إن قياس هذه التحولات من خلال تقنية تسمى “علم الزلازل الشمسية” يمنح الباحثين طريقة لمتابعة التغيرات تحت السطح اللامع.
ولمعرفة مدى تطابق تلك التغييرات الداخلية مع سلوك الشمس الخارجي، قام الفريق بتتبع ترددات الاهتزازات جنبًا إلى جنب مع قياسات النشاط التقليدية عبر أربع دورات شمسية. يستجيب كلاهما للنشاط المغناطيسي، لكن علاقتهما يمكن أن تكشف عن تغييرات يمكن تفويتها عند مراقبة السطح وحده. بعد هذه العلاقة مع مرور الوقت، قاد الباحثون إلى ثلاث نتائج رئيسية:
- منذ الدورة 23، تغيرت العلاقة بين ترددات اهتزازات الشمس ومقاييس النشاط التقليدية بشكل ملحوظ، مما يشير إلى تحول طويل المدى في عملياتها الداخلية.
- تشير قياسات الاهتزازات إلى أن التغيرات الهيكلية المرتبطة بالدورة الشمسية أصبحت محصورة بشكل متزايد في الطبقات الضحلة ضمن مسافة 1000 كيلومتر، أو حوالي 620 ميلاً، من سطح الشمس.
- تبدو الدورة 25 أضعف في المؤشرات السطحية التقليدية، لكن تذبذباتها عالية التردد تشير إلى نشاط مماثل في القوة للدورات السابقة.
وقال البروفيسور سارباني باسو، من جامعة ييل: “لقد اكتشفنا أن العلاقة بين التذبذبات الشمسية الداخلية والنشاط السطحي قد تطورت خلال الدورات القليلة الماضية. ولا يمكن تفسير هذا الاتجاه ببساطة من خلال المجالات المغناطيسية الأضعف. وبدلا من ذلك، فإنه يشير إلى إعادة تنظيم هيكلية لكيفية تخزين النشاط المغناطيسي للشمس تحت السطح”.
فحص أعماق متفاوتة عبر أربع دورات شمسية
قدمت ستة تلسكوبات حول العالم ما يقرب من 40 عامًا من عمليات الرصد من خلال شبكة برمنغهام للتذبذبات الشمسية (BiSON). وقام الفريق بتحليل القياسات من عام 1987 إلى عام 2025، والتي تغطي الدورات الشمسية من 22 إلى 25، مع إظهار الدورة الأخيرة توقيعات قوية بشكل خاص للتغيرات الهيكلية.
قام الباحثون بتقسيم اهتزازات الشمس، المعروفة باسم تذبذبات الوضع p ، إلى نطاقات ذات ترددات منخفضة ومتوسطة وعالية لاستكشاف أعماق مختلفة تحت السطح. وقد أتاحت لهم مقارنة سلوك تلك النطاقات تحديد موقع الطبقات المتغيرة، في حين أظهر سجل المراقبة الطويل كيف تطور النمط عبر دورات متتالية.
وقال البروفيسور بيل شابلن، المؤلف الرئيسي للدراسة في جامعة برمنغهام: “للشمس إيقاع حيوي نشط خاص بها، مما يخلق نشاطًا مغناطيسيًا صاعدًا وهابطًا يشكل الطقس الفضائي. ومع ذلك، فإن القياسات السطحية التقليدية لا تلتقط القصة الكاملة – وهي أن الشمس ربما تدخل في وضع مختلف من السلوك يتكشف على مدى عقود”.
“لقد اكتشفنا أدلة على التغيرات المنهجية في دورة النشاط الشمسي. والأهم من ذلك، أن النشاط المغناطيسي أصبح محصوراً بشكل أكثر إحكامًا بالقرب من السطح مع كل دورة. وهذا هو الاكتشاف الأول من نوعه وكان مستحيلًا بدون ملاحظات BiSON الطويلة.”
ستستمر تلسكوبات بيسون في جمع الملاحظات خلال ما تبقى من الدورة 25 وحتى الدورة 26، مما يسمح للباحثين باختبار ما إذا كان النمط مستمرًا. مع استمرار الانفجارات الشمسية في تهديد الأقمار الصناعية وشبكات الطاقة، فإن الاهتزازات الموجودة تحت سطح الشمس الساطع يمكن أن تكشف ما إذا كان النشاط المغناطيسي الذي يقود تلك الانفجارات يخضع لتغير دائم.
المرجع: “التغيرات الهيكلية تحت السطح المرتبطة بدورات النشاط الشمسي المتعاقبة التي تبلغ 11 عامًا أصبحت محصورة بشكل تدريجي بالقرب من السطح: نتائج سيزمية شمسية جديدة في الدورات 22-25 من بايسون” بقلم ويليام جيه شابلن، وسارباني باسو، وراشيل هاو، وإيفون إلسورث، وستيفن جيه هيل، وإليانور موراي، 28 مايو 2026، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/stag847
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.
