מדענים משחזרים מזג אוויר חלל של 400 שנה לפני כן

אם השמש תשתחרר בעוד עשרות שנים, כפי שחוקרים מדענים חוזים שהיא עשויה, מה המשמעות של זה לכדור הארץ? מדענים חוקרים את העבר כדי לחזות את עתיד מזג האוויר בחלל.

השמש הריקה שנראתה ב- 12 בינואר 2016, על ידי מצפה הכוכבים השמש של נאס"א.
SDO / HMI

בשנת 1645 השמש הפכה כמעט ללא כתמים. במהלך 70 השנים שלאחר מכן, המכונה 'מינימום מיינדר', כתמי שמש הופיעו רק לעיתים נדירות על פני השמש. כעת, לאחר שיא בפעילות המגנטית שהניע את המראה של ריבוי כתמי שמש בשנות החמישים והשישים, נראה שוב שהשמש פונה לעבר מינימום כזה.

עם זאת, זה לא תמיד דבר רע כאשר ההיסטוריה חוזרת על עצמה. זה אומר שאנחנו יכולים ללמוד את העבר כדי לחזות את העתיד. וזה בדיוק מה שמדענים כמו מתיו אוונס (אוניברסיטת רדינג, בריטניה) עושים. בדוחות המדעיים ה -31 בינואר של הטבע, אוונים ועמיתיהם מסתכלים אחורה למינימום המונדר כדי לצפות בפעילות סולארית וערבית (או היעדרו) בעתיד הקרוב.

אז והיום

ה- Maunder Minimum * נקרא על שם אסטרונומים סולאריים אנני ראסל מאנדר וא 'וולטר מאנדר שגילו לראשונה את התקופה הממושכת של דיווחי כתמי שמש נמוכים באופן חריג. במהלך תקופה זו המשיכה השמש את מחזור הפעילות שלה במשך 11 שנים, כאשר ספירת כתמי השמש שלה עולה למקסימום ויורדת למינימום שוב. עם זאת, אפילו עם ג'ובאני קאסיני, ג'והנס היבליוס, וכמה אחרים המתבוננים בקביעות בשמש, נרשמו רק כמה עשרות כתמי שמש לאורך זמן של 70 שנה.

גרף המציג את מספר קבוצת כתמי השמש כפי שנמדד במהלך 400 השנים האחרונות. המינימום מיינדר, בין 1645 ל- 1715, כאשר כתמי שמש היו נדירים והחורפים קשים ניכר בבירור. המודולציות של מחזור השמש בן 11 השנים נראות גם בבירור.
WDC-SILSO

ובשנים האחרונות התברר כי נראה כי גם העידן המודרני פונה לכיוון מינימום מיני. מחזור הפעילות השמש הנוכחי, המכונה מחזור 24, הגיע לשיאו בשנת 2013, אך השיא היה החלש ביותר שנרשם מזה 100 שנה. ולמרות שחיזוי מחזורי השמש הוא עסק מסוכן (תחזיות רבות למחזור 24 לא היו נכונות), מומחים רבים צופים כי מחזור 25 עדיין יהיה חלש יותר. אם המגמה תימשך, היינו יכולים להסתכל בשמש ריקה ברובה בשנים הבאות - מינימום מאנדר נוסף.

"הייתי אומר בשלב זה שמינימום מאונדר ב- 50 השנים הבאות הוא ככל הנראה 'סביר יותר מאשר לא'", אומר אוונס, למרות שהוא מתריע מפני חיזוי פעילות במחזור פרטני.

ההבדל בין המחזורים החלשים הנוכחיים לבין ה- Maunder Minimum מורכב ממדע הטילים, תרתי משמע: עידן החלל שינה מזמן את משחק הכדור למדע השמש, מה שמאפשר למדענים לגייס נתונים על כל דבר, החל ממהירות רוח שמש וצפיפות בכדור הארץ ועד לפרטים נוף לשדה המגנטי של השמש.

כל מה שיש לנו משנות המאונדר, לעומת זאת, הוא ספירת כתמי שמש - נקודות קטנטנות שמעניקות רק מבט צר אל פעולתה הפנימית של השמש.

חקר את העבר, חזה את העתיד

לכן זו הסיבה שאוונס ועמיתיהם שיחקו מחדש את 30 השנים האחרונות של פעילות סולארית במודל חישובי של השדה המגנטי של השמש, תוך שימוש בנתונים מודרניים כדי להנחות את המודל. הם השוו את תפוקת הדגם לספירת כתמי שמש והשוו את מספר כתמי השמש לתכונות של השדה המגנטי של השמש כמו מהירות רוח השמש שהיא מייצרת.

עם זאת, הצוות של אוונס לקח את הדוגמנית אחורה בזמן והחזיר את מאנדר מינימום. כשרק כתמי השמש הדלילים היו כקלט, הדגם תיאר כיצד נראו השמש והרוח הסולארית, ושחזר בעצם את מזג האוויר בחלל שלפני 400 שנה.

המגנטוספירה של כדור הארץ (מימין) מגנה על כדור הארץ שלנו מפני הרוח השמשית הזורמת ללא הפסקה מהשמש. במהלך פרקים של פעילות סולארית אינטנסיבית, כפי שמתואר כאן, רוח השמש מתחזקת ויכולה לחדור למגנטוספרה ביתר קלות, ומפעילה תצוגות אורוריות עזות. פחות פעילות מגנטית מהשמש משמעותה פחות אורות צפון על כדור הארץ.
נאס"א

"הרבה עבודה נעשתה כדי לנסות ולהבין מינימום עמוק עבור השמש וכוכבים אחרים", אומר טום שאד (DKIST), שלא היה מעורב במחקר. "כוחה של עבודה זו [טמון בטבעם המתקדם של המודלים המגנו-הידרודינמיים עצמם."

כמובן, כי חילוץ דגם כל כך הרבה זמן אחורה מסתכן בכך שהוא כבר לא יהיה רלוונטי, מוסיף שאד. "גישות מרובות לחקירת מינימום עמוק הן בעלות חשיבות עליונה."

אז מה המשמעות של כל זה לעתידנו, אם העתיד הזה באמת כולל מינימום עמוק? פחות כתמי שמש, רוח סולארית חלשה יותר ופעילות מגנטית מופחתת בסך הכל מצביעים על עתיד עם פחות אורות צפון - ואותם אורוריות שנראות יתרכזו יותר סביב הקטבים מכפי שהם נראים כרגע.

אבל אל תאבדו את כל התקווה! הקוטב המגנטי של כדור הארץ, אומר אוונס, מתרחק מבריטניה ולכיוון של ארה"ב. "ייתכן שאובדן מצב האורורה בארה"ב לא יהיה חמור כמו בריטניה!"

* במקרה, ה- Maunder Minimum הופיע באמצע עידן הקרח הקטן, מה שהוביל את חלקם להניח קשר בין כתמי שמש ומזג האוויר, אך בהתחשב בכך שמאונד המינימום החל 50 שנה לאחר תחילת עידן הקרח הקטן, השניים ככל הנראה לא קשורים זה לזה.