شمسنا ضعيفة مقارنة بالنجوم الأخرى!

نحن نعرف شمسنا جيدًا حتى أننا أرسلنا مسبارًا لدراستها، الشيء الذي لم نفعله مع أي نجم آخر. بالنظر إلى مدى دراستنا لها عن كثب وبعناية، سيكون من المغري اعتبارها مثالًا نموذجيًا للنجم الرئيسي في متسلسلة من النوع (G) أو قزم أصفر.

توحي دراسة جديدة إلى أن هذا ليس صحيحًا بعد إجراء دراسة استقصائية للنجوم المشابهة للشمس، اكتشف العلماء أن نجمنا خافت بشكل غير اعتيادي في هذه المرحلة من حياته على الأقل.

يتقلب مقدار سطوع الشمس بقيم قليلة جدًا مقارنةً بأقرانها، ونشاط البقع الشمسية لديها أقل بكثير من الاعتيادي. إن هذه النتيجة غريبة ومن الممكن أن تكون مرتبطة بمستقبل حياتنا على هذا الكوكب.

نحن نعرف أن الشمس تتفاوت في درجات سطوعها بسبب دوراتها التي تستغرق 11 سنة. تبدأ الدورة في فترة هادئة مع محاذاة دقيقة للمجال المغناطيسي الشمسي بين الأقطاب. لكن وبما أن خط الاستواء يدور بشكل أسرع من الأقطاب فإن المجال المغناطيسي يُسحب من شكله وهذا ما يسبب ارتفاعًا في نشاط البقع الشمسية ونسبًا مختلفةً من السطوع. في نهاية المطاف بعد 11 سنة تقريبًا يبدأ المجال المغناطيسي بالرجوع إلى المحاذاة وتُقلب الأقطاب وتعود إلى الفترة الهادئة.

إن فهم كيفية تغير هذا النشاط هو أداة قوية لتنبؤ بمستقبل الشمس، وفي الواقع نحن نملك أداةً قويةً في متناول أيدينا لفهم النشاط الشمسي في الماضي، إنها الأرض نفسها. يمكن تفسير تركيز العناصر المختلفة في حلقات الأشجار ومركز الجليد وسجل الحفريات لفهم كيف تغيرت الشمس بمرور الوقت.

من خلال هذه السجلات نحن نعرف أن الشمس كانت نشطةً بشكل أكبر أو أقل كما هي الآن منذ 9000 سنة الماضية. لكن في الماضي البعيد، من الصعب قياس ما إذا تصرفت الشمس بشكل مختلف، وما إذا كان مستوى نشاطها الحالي مؤقتًا.

يقول الفيزيائي الفلكي تيمو رينهولد الذي يعمل في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي في ألمانيا: «مقارنةً بدورة الحياة الكلية للشمس فإن 9000 سنة مثل رمشة عين. بعد كل شيء فإن نجمنا عمره ما يقارب 4.6 مليار سنة. من الممكن أن الشمس تمر بمرحلة هدوء لآلاف السنين، ولهذا نحن نملك صورة مشوهةً (غير دقيقة) عن شمسنا».

هنا تأتي أهمية النجوم الأخرى. يمكننا مقارنة الشمس بشبيهات لها وتحديد ما إذا كان سلوكها طبيعيًا. وبفضل تلسكوب الفضاء كبلر لدينا بيانات مفصلة جدًا، لأنه درس رقعةً من السماء لمدة 4 سنوات ما مكن علماء الفلك من جمع نسب الدوران لعشرات الآلاف من النجوم في مجال نظرها، وتسجيل الانخفاضات الباهتة في السطوع المرتبط ببقع الشمس التي تظهر وتختفي عن الأنظار.

هذا هو المفتاح، لأن نسبة دوران النجم تعتبر بأنها تساهم في قوة المجال المغناطيسي. ويقول الفيزيائي الفلكي سامي سولانكي من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي: «المجال المغناطيسي هو القوة الدافعة المساهمة في كل تقلبات النشاط».

من بيانات كبلر، اختار الباحثون نجومًا ذات فترات دوران بين (20-30) يومًا، علمًا أن فترة الدوران للشمس هي 24.5 يومًا. قاموا بمقاطعة بيانات هذه النجوم مع بيانات القمر الصناعي «غايا» وحددوا 369 نجمًا يمكن مقارنته مع الشمس من حيث اللون والكتلة والاشتعال والعمر ودرجة الحرارة ومعدل الدوران.

بعدها، قارنوا تغيرات السطوع لهذه النجوم كما سجلها كبلر مع تغيرات السطوع في الشمس وكانت النتائج واضحةً. كانت التقلبات في الشمس ضعيفة جدًا مقارنةً بمعظم النجوم الأخرى. عادةً تتقلب النجوم الأخرى بمقدار خمسة أضعاف الشمس.

يقول عالم الفلك أليكساندر شابيرو من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي: «كنا متفاجئين جدًا لأن أغلب النجوم المشابهة للشمس كانت أكثر نشاطًا من الشمس».

لكن، لا تمتلك كل النجوم بقعًا شمسيةً قابلةً للكشف، ولا يمكن تسجيل معدل دورانها. ولمقارنة أوسع قاس الفريق مع الشمس 2500 نجم معدل دورانها مجهول، وظهرت الشمس في هذه الحالة بصورة طبيعية أكثر.

من الصعب أن نعرف بدقة ما معنى هذا. من الممكن أن يكون هناك اختلافات أساسية بين النجوم المعروفة والنجوم التي نجهل معدل دورانها. كما لاحظ الباحثون، فإنه من المحتمل أن تنتمي الشمس إلى المجموعة الأخيرة إذا دُرِست عن بُعد بواسطة تلسكوب شبيه بكبلر.

كتبوا في بحثهم: «أُقترِح أن الدينامو الشمسي هو بمرحلة انتقال إلى نظام ذو نشاط منخفض بسبب الدوران المتباين داخل الشمس».

«وفقًا لهذا التفسير، فإن النجوم الدورية هي في نظام عالي النشاط، في حين أن النجوم مجهولة الدورة إما في مرحلة انتقالية أو في نظام نشاطه منخفض».

الاحتمالية الأخرى هي أن النجوم يمكنها التقلب بين مستويات النشاط، ولم تُظهر الشمس سلوكًا خشنًا مؤخرًا، ما يشير إلى إنها من الممكن أن تفعل هذا في المستقبل نظرًا إلى إن الشمس الهائجة يمكن أن تؤثر سلبًا على الاتصالات والملاحة والأقمار الصناعية وحتى شبكات الكهرباء وهذه فكرة تثير القلق.

مع ذلك، نظرًا لأن النجم كان هادئًا نسبيًا لمدة 9000 سنة على الأقل فمن المحتمل أن تكون الجداول الزمنية لمثل هذه التقلبات طويلة جدًا من الناحية البشرية.

لا توجد طريقة في الوقت الحاضر لمعرفة أي من هذه السيناريوهات هو الأكثر احتمالًا، لكن المراقبات المستقبلية بأدوات أكثر دقة يمكن أن تساعد في جمع بعض الإجابات.

صدور التفاصيل الأولى للشمس من مسبار ناسا الشمسي باركر

كيف حصل النظام الشمسي على الفجوة العظيمة؟ ولماذا يُعَد الأمر مهمًّا للحياة على الأرض؟

ترجمة : م. زيد عبدالرحمن الحسيني

تدقيق : رزوق النجار

مراجعة: صهيب الأغبري

المصدر