לומדים אסטרונומיה: התפרצויות סולאריות - כשהשמש שלנו "מתפוצצת" 🌞
- kidshamal
- 31 באוג׳
- זמן קריאה 6 דקות
בשנת 2024 השמש הפתיעה את כולם: 54 התפרצויות סולאריות מסוג X-class התרחשו - המספר הגבוה ביותר שנרשם מאז 1996! ולכן 2024 נחשבת לשנה פעילה במיוחד בספירה המודרנית, עם תצפיות זוהר צפוני נדירות. זה עוד סימן שאנחנו נמצאים בשיא המחזור הסולארי, התקופה הכי "פעילה" של השמש. אבל מה בעצם קורה כשהשמש "מתפוצצת"?
מה זה בכלל התפרצות סולארית?
התפרצות סולארית היא תופעה מדהימה שמתרחשת על פני השמש, בעטרה של השמש (השכבה החיצונית ביותר), כאשר משתחררת כמות עצומה של אנרגיה, עד 6 × 1025 ג'ול.
זה כמו לקחת את כל האנרגיה שהאנושות משתמשת בה (חשמל ואור וגז ודלק) במשך שנה שלמה, ולשחרר אותה בכמה דקות!
איפה בדיוק זה קורה בשמש? ☀️
השמש מורכבת משכבות שונות: הפוטוספירה (פני השטח הנראים), הכרומוספירה (שכבת ביניים) והעטרה (השכבה החיצונית הלוהטת ביותר). ההתפרצויות הגדולות מתרחשות בעיקר בעטרה, אבל הן משפיעות על כל השכבות.
התפרצויות אלה נוצרות כאשר השדות המגנטיים של השמש מתפתלים ומתעוותים כל כך, שהם פתאום "מתחדשים" במהירות - תהליך שנקרא חיבור מגנטי מחדש. כשזה קורה, אלקטרונים, פרוטונים ויונים מואצים למהירויות קרובות למהירות האור.
חשוב לדעת: התהליך הפיזיקלי המדויק שמחולל את ההתפרצויות הללו עדיין לא מובן לגמרי! זה אחד התחומים הכי מסקרנים במחקר הסולארי של ימינו.
תראו איך השמש פולטת שתי התפרצויות ענק מרהיבות, כפי שתועדו מלוויין NOAA ב-20 באוגוסט 2025.
רגע! איך מסווגים התפרצויות סולאריות?
ממש כמו סולם ריכטר לרעידות אדמה, גם להתפרצויות סולאריות יש סולם מדעי. הסיווגים הם: A (החלשות ביותר), B, C, M ו-X (החזקות ביותר), כאשר כל דרגה חזקה פי 10 מזו שלפניה.
למשל...:
הידעתם? ההתפרצות החזקה ביותר שנמדדה אי פעם הייתה X28 ב-2003, שהיתה כל כך גדולה עד שהיא הציפה את כל הסנסורים!
מה קורה כש"מטר פלזמה" עף לכיוון כדור הארץ?
התפרצויות סולאריות מלוות לעיתים ב-CME (שזה Coronal Mass Ejection) - פליטת מסה מהכתר. זה בעצם פליטה ענקית של פלזמה ושדה מגנטי מהעטרה של השמש, שיכולה להכיל מיליארדי טון של חומר.
הידעתם? פלזמה היא מצב רביעי של החומר - אחרי מוצק (קרח), נוזל (מים) וגז (אדי מים). מדובר בגז כל כך חם עד שהאלקטרונים נפרדים בו מהאטומים ויוצרים "מרק" של חלקיקים טעונים חשמלית
ה-CME יכול לנוע במהירויות של בין 250 ק"מ לשנייה לכ-3,000 ק"מ לשנייה. ה-CME המהירים ביותר יכולים להגיע לכדור הארץ תוך 15-18 שעות בלבד!
בסרטון: צילום של נאסא, שרואים בו זרם פלזמה מהשמש מתפרץ וחוזר פנימה
גלי הלם בחלל 🌊
אז CME מהירים יוצרים גלי הלם בחלל - כמו מטוס שחוצה את מחסום הקול, רק בפלזמה חללית.
גלי הלם אלה מואצים חלקיקים טעונים ויכולים להגביר את הנזק הפוטנציאלי.
ומה קורה כשהם מגיעים אלינו? 🌍
למזלנו, השדה המגנטי של כדור הארץ יוצר חגורות קרינה. כן, אלו הקרויות חגורות ואן-אלן, שמגנות עלינו מפני החלקיקים המסוכנים. השדה המגנטי מסיט את החלקיקים אל הקטבים, ושם קורה הקסם - הזוהר הצפוני והדרומי (אחת התופעות היפות):
כי כאשר החלקיקים הטעונים מתנגשים בגזים הנמצאים באטמוספירה של כדור הארץ, הם גורמים להם לפלוט אור בצבעים מרהיבים: ירוק, אדום וכחול 🟢♦️🟦
הידעת? 🌞 כתמי השמש הם המפתח: מדובר באזורי פעילות מגנטית שמסמנים היכן מתרחשות בדרך כלל התפרצויות. הם נראים כמו כתמים כהים על פני השמש כי הם קרים יותר ממה שסביבם - "רק" 3,700 מעלות צלזיוס במקום 5,500! 🥵 וב-2024 נרשם בחודש אוגוסט המספר הגבוה ביותר של כתמי שמש מאז 2001 - פי שתיים מהתחזיות! זה רק ממחיש את עוצמת המחזור הסולארי הנוכחי.
ומה ההשפעות על החיים שלנו בכדור הארץ?
גם וגם...
השפעות חיוביות: ✨
זוהר צפוני מרהיב: למשל, במאי 2024, הסערה הסולארית גרמה לאחד מהמופעי הזוהר החזקים ביותר שנראו בחמש המאות האחרונות
אפשרות לראות זוהר במקומות לא רגילים - כמו באירופה ה'רגילה', לא רק בחוג הגדי ובארצות סקנדינביה הצפוניות...
והשפעות שליליות, כי התפרצויות חזקות יכולות לגרום ל: ⚡
הפרעות בתקשורת הרדיו: קרני רנטגן וקרינת על-סגול הנפלטות בהתפרצויות עשויות להשפיע על היונוספירה ולשבש תשדורות רדיו למרחקים ארוכים.
פגיעה ברשתות חשמל: במקרים קיצוניים, שטף החלקיקים מהשמש יכול לגרום להפרעה בקווי מתח גבוה ולהפיל רשתות חשמל
נזק ללוויינים: במאי 2024, אלפי לוויינים פעילים נאלצו לשנות את מסלוליהם כי הסערה גרמה לאטמוספירה העליונה להתרחב ולהאט את הלוויינים (תופעה שנקראת גרר אטמוספרי)
הסופה יכולה גם להציב סכנה לאסטרונאוטים שנמצאים בתחנת החלל הבינלאומית, הרי אין להם אטמוספרה שמגינה עליהם כמו על כדור הארץ...
מקרים היסטוריים מפורסמים 📜:
אירוע קרינגטון (1859): זאת "ה"סערה הגיאומגנטית החזקה ביותר שתועדה. היא התרחשה בספטמבר 1859, ונקראת על שם האסטרונום הבריטי ריצ'רד קרינגטון.
הסערה הזאת הציתה ציוד טלגרף וגרמה לזוהר צפוני שנראה עד קובה והוואי!
את כל ההתפרצויות החזקות משווים בדרך כלל לאירוע קרינגטון, כי הוא האירוע החזק ביותר שתועד, ולכן הוא הסטנדרט למדידה.
התקלה בקנדה (1989): ב-13 במרץ 1989, סערה גיאומגנטית חזקה גרמה להפסקת חשמל נרחבת בקנדה, שהשאירה 6 מיליון אנשים ללא חשמל למשך 9 שעות!
התפרצות יום הבסטיליה (2000): ב-14 ביולי 2000 התרחשה התפרצות X5.7 שגרמה לבעיות נרחבות בלוויינים ובתקשורת רדיו.
איך מכינים התראה מוקדמת? 🛰️
למדענים יש כיום מערכת מתוחכמת למעקב אחר התפרצויות סולאריות:
לוויינים מיוחדים: לוויינים כמו SOHO ו-STEREO מתצפתים על השמש 24/7
התראה מוקדמת (אם כי מוגבלת): זיהוי של פליטת מסה מהכתר (CME) מתאפשר רק כ-20-30 דקות לפני הפגיעה בכדור הארץ - פרק זמן שלא מאפשר היערכות מספקת וחושף את המערכות שלנו לפגיעות
בינה מלאכותית: נאס"א יצרה לאחרונה מודל מחשב חדש המשתמש בבינה מלאכותית כדי לחזות תנאים קיצוניים
אז למה כל כך קשה לחזות סופות? 🤔
כי בניגוד לחיזוי מזג האוויר על כדור הארץ, שם יש לנו נתונים מרובים ומודלים מפותחים שמסתמכים על ידי מדעי ואיסוף של שנים, בחלל המצב הרבה יותר מסובך. השדות המגנטיים של השמש משתנים ללא הרף, וקשה לדעת איזו התפרצות תהפוך ל-CME ואיזו תישאר התפרצות מקומית. 🔥
הידעת? 🌌 "מזג אוויר חללי" (Space Weather) הוא מדע שבו חוקרים כיצד פעילות השמש משפיעה על תנאים טכנולוגיים וחיים בכדור הארץ. זה כמו תחזית מזג האוויר, רק לחלל!
איך מתכוננים להתפרצות סולארית? 🛡️
כיבוי זמני של לוויינים, כי במקרה של סערה חזקה, לוויינים יכולים להיכנס למצב בטיחות
הגנה על רשתות חשמל. מרכז התחזית של מזג האוויר החללי ידע לדווח כבר 6 שעות לפני שה-CME הראשון הגיע לכדור הארץ...
שימוש במגני מתח בבית עוזר להגן על מכשירים אלקטרוניים מפני עליות המתח שנגרמות על ידי סערות גיאומגנטיות
אם יודעים על אירוע CME, כדאי לשקול ולנתק מכשירים אלקטרוניים רגישים, כדי להגן עליהם מנזק אפשרי
לא מזיק לגבות נתונים. זה תמיד חשוב לגבות מידע חשוב לכונן חיצוני או לאחסון ענן
עובדות מעניינות על התפרצויות סולאריות 🤓
האנרגיה מהתפרצות נוסעת במהירות האור.
זה אומר שהיא מגיעה לכדור הארץ כ-8 דקות אחרי שההתפרצות קרתה.
השמש נמצאת כרגע (2025) בשיא המחזור הסולארי - המחזור הסולארי צפוי להימשך עוד כשנה, ולאחר מכן תחל ירידה הדרגתית בפעילות
באוקטובר 2024 נמדדה התפרצות X9 - החזקה ביותר במחזור הנוכחי
למרבה המזל, הקרינה המזיקה מההתפרצות לא משפיעה עלינו פיזית בכדור הלכת שלנו, על הקרקע, כי אנחנו מוגנים על ידי האטמוספירה והשדה המגנטי של כדור הארץ 😅
האם ההתפרצויות מתחזקות עם השנים? 🔄
שאלה מעניינת שילדים הרבה שואלים!
כל מחזור סולארי שונה מהאחר: יש מחזורים חזקים ויש מחזורים חלשים. אבל אין מגמה ברורה של התחזקות ההתפרצויות לאורך זמן.
המחזור הנוכחי פשוט מתברר כפעיל במיוחד!
איך אפשר "לנצל" את ההתפרצויות? 🎨
התפרצויות סולאריות לא רק יוצרות בעיות - הן גם יוצרות הזדמנויות מדהימות:
צילום זוהר צפוני: כי במהלך סערות חזקות, רואים את הזוהר הרבה יותר דרומה מהרגיל
מחקר מדעי: מדענים מנצלים את ההתפרצויות כדי ללמוד על הפיזיקה של הפלזמה
פיתוח טכנולוגיות: ההכרח להתמגן מפני סערות סולריות דוחף לפיתוח טכנולוגיות חדשות שמשמשות בהרבה דברים נוספים!
לא רק התפרצויות - רוח השמש הקבועה 💨
התפרצות סולארית היא לא התופעה הסולארית היחידה! יש גם זרם קבוע שנקרא 'רוח השמש', שמגיע אלינו מהשמש, ומשפיע על מזג האוויר בחלל.
הרוח הזאת היא שגורמת לזנבות השביטים להצביע תמיד לצד שרחוק מהשמש, וגם היא משפיעה על כל מה שקורה בחלל סביבנו.
רוצים לשמוע את הרוח הסולארית?
השפעות על המערכת השמש כולה 🪐
גם כוכבי לכת אחרים במערכת השמש מושפעים מהתפרצויות סולאריות!
למשל, מאדים חווה סערות אבק ושינויים באטמוספירה שלו.
החללית קיוריוסיטי שנמצאת על מאדים רשמה ירידה פתאומית בקרינה הקוסמית כשעברה ליד הכוכב CME ב-2012.
זה עוזר למדענים ללמוד איך לוויינים ואסטרונאוטים עתידיים יושפעו במסעות למאדים.
מבט לעתיד 🔮
סין שיגרה לאחרונה את הלוויין ASO-S במסלול מסונכרן-שמש כדי לחקור את הקשר בין השינויים בשדה המגנטי של השמש להתפרצויות סולאריות. במקביל, החללית Parker Solar Probe של נאס"א מתקרבת יותר ויותר לשמש ועוזרת לחשוף סודות חדשים על היווצרות ההתפרצויות. המטרה: לפתח מערכת התראה מוקדמת טובה יותר שתגן על החשמל ועל האינטרנט שלנו.
התפרצויות סולאריות הן תזכורת מרהיבה לכך שאנחנו חיים על כוכב לכת שתלוי בכוכב ענק ולוהט שמתנהג לפעמים בצורה לא צפויה. למרות שהן יכולות להיות מאתגרות, הן גם מזכירות לנו כמה מדהים ודינמי היקום שלנו!
