كل 11 عامًا تقريبًا ، تصبح الشمس نشطة بعنف ، مما يعرض عرضًا للنشاط المغناطيسي لمراقبي الشفق والزوايا على حد سواء. لكن توقيت الدورة الشمسية بعيد عن الدقة ، مما يجعل من الصعب تحديد الفيزياء الأساسية الدقيقة.
عادةً ما يستخدم الفلكيون البقع الشمسية لرسم مسار الدورة الشمسية ، ولكن اكتشف فريق دولي من الفلكيين علامة جديدة: نقاط مضيئة وبقع ساطعة صغيرة في الغلاف الجوي الشمسي تسمح لنا بمراقبة الاضطراب المستمر للمواد داخل الشمس.
توفر العلامات الجديدة طريقة جديدة لفهم كيفية تطور المجال المغناطيسي للشمس بمرور الوقت ، مما يشير إلى دورة أعمق وأطول.
تقلب الشمس ذات السلوك الجيد أقطابها المغناطيسية الشمالية والجنوبية كل 11 عامًا. تبدأ الدورة عندما يكون المجال ضعيفًا وقطبيًا. لكن دوران الشمس أسرع عند خط الاستواء منه في قطبيها ، وهذا الاختلاف يمتد ويشابك خطوط المجال المغناطيسي ، مما يؤدي في النهاية إلى ظهور بقع شمسية وبروزات وأحيانًا مشاعل.
وقال المؤلف الرئيسي سكوت ماكينتوش من المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بيان صحفي "كانت البقع الشمسية علامة دائمة لفهم الآليات التي تحكم باطن الشمس". "لكن العمليات التي تصنع البقع الشمسية ليست مفهومة جيدًا ، وأقل من ذلك بكثير تلك التي تحكم هجرتهم والتي تدفع حركتهم".
لذا طور ماكنتوش وزملاؤه جهاز تتبع جديدًا: بقع من الأشعة فوق البنفسجية وضوء الأشعة السينية ، تُعرف بالنقاط الساطعة في الغلاف الجوي للشمس ، أو الهالة.
قال ماكنتوش ، "الآن يمكننا أن نرى أن هناك نقاطًا مشرقة في الغلاف الجوي الشمسي ، والتي تعمل مثل العوامات التي ترتكز على ما يجري في أعماق أكثر بكثير." "إنهم يساعدوننا على تطوير صورة مختلفة للشمس من الداخل".
بحث ماكنتوش وزملاؤه عن ثروة البيانات المتاحة من مرصد الطاقة الشمسية والهليوسفيري ومرصد الديناميكيات الشمسية. لاحظوا أن نطاقات متعددة من هذه العلامات تتحرك أيضًا بثبات نحو خط الاستواء بمرور الوقت. لكنهم يفعلون ذلك على مقياس زمني مختلف عن البقع الشمسية.
عند الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ، قد يكون هناك نطاقان في النصف الشمالي من الكرة الأرضية (أحدهما إيجابي والآخر سلبي) ونطاقان في نصف الكرة الجنوبي (سلبي والآخر إيجابي). نظرًا لقربها من بعضها البعض ، تلغي نطاقات الشحنة المعاكسة بعضها البعض بسهولة ، مما يتسبب في هدوء النظام المغناطيسي للشمس ، مما ينتج عددًا أقل من البقع الشمسية والثورات.
ولكن بمجرد وصول الشريطين المنخفضين إلى خط الاستواء ، تلغي قطبيتهما بعضهما البعض وتختفي النطاقات فجأة - وهي عملية تستغرق 19 عامًا في المتوسط.
تترك الشمس الآن بشريطين كبيرين فقط هاجرا إلى خط عرض 30 درجة. بدون الفرقة القريبة ، لا تلغي الأقطاب. عند هذه النقطة ، يبدأ وجه الشمس الهادئ بالنشاط بعنف حيث تبدأ البقع الشمسية في النمو بسرعة.
ومع ذلك ، فإن الطاقة الشمسية القصوى تستمر لفترة طويلة فقط ، لأن عملية توليد نطاق جديد من الأقطاب المعاكسة قد بدأت بالفعل عند خطوط العرض العالية.
في هذا السيناريو ، فإن دورة النطاق المغناطيسي هي التي تحدد الدورة الشمسية حقًا. قال المؤلف المشارك روبرت ليمون من جامعة ولاية مونتانا في بوزمان: "وهكذا ، يمكن النظر إلى الدورة الشمسية التي تبلغ 11 عامًا على أنها التداخل بين دورتين أطول بكثير".
ولكن الاختبار الحقيقي سيأتي مع الدورة الشمسية القادمة. يتوقع ماكنتوش وزملاؤه أن الشمس ستدخل الحد الأدنى من الطاقة الشمسية في مكان ما في النصف الأخير من عام 2017 ، وستظهر البقع الشمسية الأولى للدورة التالية قرب نهاية عام 2019.
وقد تم نشر النتائج في عدد 1 سبتمبر من مجلة الفيزياء الفلكية وهي متاحة على الإنترنت.
