מדענים פיתחו דרך חדשה לחיזוי עוצמתו של מחזור הפעילות הבא של השמש עד שבע שנים מראש לפני שהוא מגיע לשיאו, במסגרת מחקר שמוצג השבוע בכנס הלאומי לאסטרונומיה של האגודה האסטרונומית המלכותית (Royal Astronomical Society) בבירמינגהם. כך פורסם באתר !EurekAlert של האיגוד האמריקני לקידום המדע (AAAS).
השיטה מתבססת על ספירת כתמי השמש בנקודת ה"כיבוי" (Switch-off) של המחזור - רגע דרמטי שהתגלה רק לאחרונה, שבו מזג האוויר החללי הקיצוני מגיע לסיומו באופן פתאומי. באמצעות גישה זו סיפקו המדענים תחזית מוקדמת במיוחד למחזור השמש ה-26 (Solar Cycle 26).
על פי התחזית הראשונית, מחזור 26 צפוי להיות מתון יחסית, עם כ-100 עד 120 כתמי שמש - עוצמה דומה למחזור 25 הנוכחי, ואולי אף חלשה ממנו. עם זאת, תחזיות מדויקות יותר יתאפשרו רק בעוד שנתיים, אך מחזור חזק או חלש יותר עדיין אפשריים תיאורטית.
"השמש לא שוקעת אט-אט לתרדמת ואז מתעוררת שוב בעדינות", הסבירה פרופ' סנדרה צ'פמן, מנהלת המרכז להיתוך, חלל ואסטרופיזיקה באוניברסיטת וורוויק. "במקום, גילינו שמזג האוויר החללי הקיצוני ביותר נכבה די בפתאומיות בנקודה מסוימת בכל מחזור שמש. באמצעות זיהוי הנקודה הזו, מצאנו דרך חדשה לחזות עד כמה פעיל צפוי להיות מחזור השמש הבא".
צ'פמן צופה כי תוכל לדייק את התחזית בעוד כשנתיים, ברגע שמחזור 25 הנוכחי יגיע לנקודת ה"כיבוי" שזוהתה לאחרונה, והתחזית תוכל להתבסס על תצפיות בפועל ולא על תחזיות מוערכות.
השמש פועלת במחזוריות של כ-11 שנים, שבמהלכה השדה המגנטי שלה הופך את קוטביותו ומספר כתמי השמש עולה ויורד. כתמים אלו הם אזורים בעלי פעילות מגנטית עזה העלולים לחולל התפרצויות שמש עוצמתיות ופליטות מסה עטרה (Coronal mass ejections), שיוצרות מזג אוויר חללי סוער המסוגל להשפיע על לוויינים ומערכות תקשורת וניווט, ואף לפגוע ברשתות חשמל בכדור הארץ.
תיעוד התפרצויות סולאריות בין התאריכים 3-9 במאי 2024
(צילום: NASA)
על אף שאסטרונומים עוקבים אחר כתמי השמש כבר מאות שנים, אין שני מחזורים זהים לחלוטין. הם משתנים באורכם ובעוצמתם, דבר שהופך את חיזוי עוצמתו של המחזור הבא לאתגר מורכב במיוחד. שיטת החיזוי החדשה נשענת על "שעון השמש" (Sunclock) שפיתחה צ'פמן בעבר, הממפה את המחזורים הבלתי-סדירים של השמש על גבי שעון סטנדרטי. המיפוי חשף כי מזג האוויר החללי הקיצוני אינו דועך בהדרגה, אלא נפסק בנקודה ברורה ומובחנת בכל מחזור.
צוות המחקר של צ'פמן גילה כי כמות כתמי השמש בנקודת הכיבוי הנוכחית נמצאת בקשר ישיר למספר השיא של הכתמים במחזור שבא אחריה. כלי זה מאפשר לחזות את עוצמת המחזור הבא כשש עד שבע שנים לפני הגעתו לשיא - זמן התראה ממושך משמעותית בהשוואה לשיטות הקיימות, המסתמכות על השתאות עד להגעת המינימום הסולארי.
בנוסף, השיטה החדשה מזהה שלב ספציפי במחזור שבו השדה המגנטי שמניע את המחזור הבא אמור להתייצב. החוקרים מקווים כי תובנה זו תסייע להבין טוב יותר את ה"דינמו הסולארי" - המנגנון המחולל את השדה המגנטי של השמש.
ההתפרצות סולארית במאי 2024, שהייתה העוצמתית ביותר בשני העשורים האחרונים
(צילום: NASA/SDO/AP)
צ'פמן אמרה: "אנחנו נמצאים במרחק של כשנתיים מנקודת הכיבוי של מחזור 25 הנוכחי. בשלב זה עלינו להסתמך על הערכות לגבי מיקומה המדויק, אך ברגע שנגיע אליה נוכל להתבסס על תצפיות בלבד כדי להפיק תחזית מדויקת הרבה יותר עבור מחזור 26. השיטה תספק לנו חלון התראה של כשבע שנים מראש לגבי עוצמת המחזור הצפוי".
יעילותה של השיטה כבר הוכחה בפועל: היא חזתה בהצלחה שמחזור שמש 25 יהיה עוצמתי בהרבה מכפי שהערכות מוקדמות רבות ניבאו, מה שהוביל לתצוגות הזוהר הצפוני המרהיבות של השנים האחרונות.
בריטניה, למשל, חוותה כמה סערות שמש היסטוריות במהלך שנת 2024, כשמחזור 25 הגיע ל"שיא הסולארי" שלו. בולטת במיוחד סדרת אירועים גיאומגנטיים קיצוניים בין 10 ל-13 במאי, אשר נגרמה בעקבות אגד מסיבי של כתמי שמש. אירועים אלו הפיקו את הסערות הגיאומגנטיות העוצמתיות ביותר שפגעו בכדור הארץ זה יותר משני עשורים, והן חוללו תצוגות זוהר קוטבי ססגוניות ונרחבות ברחבי בריטניה, שנראו אפילו באזורים בדרום המדינה.
על מחקרה החלוצי, ששינה את אופן ההבנה של אסטרונומים לגבי התנהגות שדות מגנטיים פלנטריים והיווצרות מזג אוויר חללי, הוענקה לצ'פמן בשנת 2022 מדליית צ'פמן היוקרתית מטעם האגודה האסטרונומית המלכותית.
