كلفة شمسية

(تم التحويل من بقعة شمسية)

الكلفة الشمسية هي منطقة على سطح الشمس -الكرة الضوئية- تتميز بدرجة حرارة أخفض من المناطق المحيطة بها وبنشاط مغناطيسي مكثف الذي يمنع حمل الحرارة مكونا مناطق ذات حرارة سطحية منخفضة. وبالرغم من كونها مناطق شديدة السطعان إلا أن الفرق بين درجة حرارتها، التي تبلغ حوالي 4000-4500 كيلفن، وحرارة المناطق المحيطة بها، 5700 كيلفن، تجعلها تظهر كبقع مظلمة. ولو نظر إلى هذه البقع بمعزل عن الكرة الضوئية المحيطة لبدت أكثر سطوعا من المصباح القوسي. ومن المتوقع في عام 2007 م أن تبلغ الكلف الشمسية حدا أدنى ضمن دورة الكلف الشمسية [1].

المنطقة النشطة رقم 9393 كما تظهر خلال الدورة الشمسية الحالية. في 30 مارس 2001 بلغت مساحة الكلفة الشمسية ضمن المجموعة حوالي 13 ضعف مساحة سطح الأرض. وقد نتج عنها عدد ضخم من الشعل ومقذوفات كتلية إكليلية، كان من ضمنها أكبر شعلة سجلت خلال الخمس وعشرين سنة الماضية، في 2 أبريل 2001 م. وتبدو الكلف الشمسية -التي تنتج عن مجال مغناطيسي كثيف نابع من الداخل- كأنها بقع داكنة اللون مقارنة مع المناطق المجاورة وذلك لكون حرارة هذه الكلف أبرد قليلا.


كـَلَف الشمس مساحات داكنة نوعًا ما على سطح الشمس. تبدو داكنة لأنها أبرد من أجزاء سطح الشمس الأخرى المرئية. وقد تصل درجة حرارتها إلى نحو 4,000°م مقارنة بـ 6,000°م للمنطقة المحيطة بها، لذلك تُعطي ضوءًا أقل.

ويصل قطر الكَلَفة الكبيرة إلى 32,000 كم، أي أكبر من قطر الأرض عدة مرات. وقد تستمر لعدة أشهر. وتتكون الكَلَفة الكبيرة من مركز داكن يُسَمَّى الظل الكامل، ومنطقة محيطة به ذات لون فاتح تسمَّى الظل المشعشع. وتسمى كلفة الشمس الصغيرة الحدقة وليست لها منطقة شبه ظل. وقد يصل قطر الحدقة إلى مئات الكيلومترات وتستمر لمدة ساعات فقط.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تفاوت البقع الشمسية

Line graph showing Maunder and Dalton minima, and the Modern Maximum
تاريخ 400 سنة من البقع الشمسية
Line graph showing a downward trend over 2000 B.C.-1600 A.D. followed by the recent 400 year uptrend
اعادة بناء البقع الشمسية على مدى 11,000 سنة

ويختلف عدد كلف الشمس وخطوط العرض الشمسية التي تظهر فيها عبر مدة تُقَدَّر بحوالي 11 عامًا. وتُسَمَّى هذه الفترة دورة كَلَف الشمس. وفي بداية الدورة يظهر كَلَف الشمس أساسًا بين خطي عرض 20° و40° شمالي وجنوبي خط استواء الشمس، ثم يزداد عدد الكَلَف وتحدث بالقرب من خط استواء الشمس. وعندما يصل عددها إلى الحد الأقصى فإنها تطوف بين خطي عرض 5° و40° شمالي وجنوبي خط استواء الشمس. وفي نهاية الدورة يقل عدد الكَلَف إلى أقل عدد ممكن. ويحدث الكَلَف أكثر بين خطي عرض 5° و15° شمالاً وجنوبًا.


كيف يتكون كَلَف الشمس

لكَلَف الشمس مجال مغنطيسي تصل قوته إلى 3000 ضعف معدل المجال المغنطيسي للشمس أو الأرض. ويعتقد الفلكيون أن تكوين الكَلَف له علاقة وطيدة بهذه الحقيقة. وحسب التفسير العام المقبول فإن مجال الشمس المغنطيسي القوي له شكل الأنابيب تحت سطح الشمس مباشرة. وتدور الشمس بسرعة أكثر عند خط استوائها منه عند أقطابها؛ ولذلك تتمدد الأنابيب المغنطيسية، وعندها تنشأ خيوط عبر الأنابيب المغنطيسية وتندفع نحو سطح الشمس.

يظهر زوجان من كلف الشمس في أي منطقة تنفذ منها الخيوط التي تخرج وتعود إلى السطح مرة أخرى. وخلال 11 عامًا تندفع الخيوط أولاً عبر سطح الشمس عند خطوط عرض مرتفعة ولاحقًا عند خطوط عرض منخفضة، وهذا التغيير يفسـِّر اختلافات عرض الكلف الشمسي خلال فترة الدورة الكَلَفية.

ولزوج كَلَف الشمس أقطاب مغنطيسية متنافرة، كأقطاب المغنطيس، وتسَمَّى النقطتان الكَلَفة السابقة والكَلَفة اللاحقة، لأن واحدة تقود للأخرى في اتجاه دوران الشمس. وفي خلال الفترة، أي 11 سنة من مدار كَلَف الشمس، تكون الأقطاب المغنطيسية لزوج كَلَف الشمس شمالي خط استواء الشمس متنافرة مع أقطاب زوج الكَلَف في جنوبي خط استواء الشمس. فمثلاً إذا كانت الكَلَفة السابقة في النصف الشمالي تتصرف كطرف مغنطيسي باحث شمالي، فإن الكلفة السابقة في النصف الجنوبي تتصرف كطرف مغنطيسي باحث جنوبي. ومع ذلك فإنه في الدورة التالية لكلف الشمس يكون سلوك الكلفة السابق معكوسًا، وتستمر دورة الكلف الشمسي التامة لمدة 22 عامًا.

علاقة القوة المغناطيسية بانخفاض درجة حرارة البقع الشمسية

تمنع القوة المغناطيسية والتي تكون خطوط مغناطيسية من دخول الماجما شديدة الحرارة من دخول المنطقة مما يجعل الماجما داخل المنطقة ابرد . وايضاً القوة المغناطيسية القوية تمنع تدفق الغازات ذات الحرارة الشديدة القادمة من داخل الشمس ان تصعد إلى السطح مما يؤدي إلى برود هذا السطع فتضهر البقع الشمسية.

  • من الممكن ان تحتوي الشمس على مئات البقع الشمسية في فترات ، ومن الممكن ان لاتحتوي على ايٍ منها خلال فترات اخرى. وذالك عائدُ إلى ان البقع الشمسية لها دوراة تظهر من خلالها وهذه الدورات تحدث خلال 11 سنة فعلا سبيل المثال خلال السنة الاولى لا تحتوي الشمس على اي بقع وبعد خمس سنوات ونصف سوف تحتوي الشمس على اعلى عدد من البقع وبعد خمس سنوات ونصف سوف لن تحتوي الشمس على اي بقعة .

التاريخ

Black and white drawing showing latin script surrounding two concentric circles with two black dots inside the inner circle
رسم لبقعة شمسية في يوميات جون من ووستر

إشارات من الواضح أنها لبقع شمسية قام بها الفلكيون الصينيون في 28 ق.م. (هان‌شو، 27)، الذي ربما كان بإمكانه مشاهدة أكبر مجموعات من البقع الشمسية عندما قامت العواصف الترابية بدور المصفاة لوهج الشمس في صحاري آسيا الوسطى. كما شوهدت بقعة شمسية كبيرة وقت وفاة شارلمان في 813 م. وفي 17 مارس 807 رصد الراهب البندكتي آدلموس بقعة شمسية كبيرة، ظلت ماثلة للعيان لمدة ثمانية أيام. وقد ظن آدلموس أنه يرى عبور عطارد.[1] Sunspot activity in 1129 was described by جون من ووستر. ابن رشد كذلك أعطى وصفاً للبقع الشمسية في القرن 12.[2] إلا أن هذه المشاهدات المبكرة قد أسيء تفسيرها حتى أعطاها گاليليو التفسير الصحيح في 1612.

اكتشف الفلكيون أن دورة كَلَف الشمس هي جزء من دورة النشاط الشمسي التي تشتمل على لهب شمسي. وترتبط مثل هذه الظاهرة كثيرًا بكَلَف الشمس، وتحدث في المنطقة المحيطة بالكَلَف.

في أوائل القرن العشرين أثبت العالم البريطاني والتر موندير نظريًا أنه لم تحدث أي ظاهرة لكَلَف الشمس في الفترة من عام 1645 - 1715م. وأثبتت البحوث التي أُجريت في السبعينيات من القرن العشرين، عدم حدوث كَلَف شمس خلال السبعين عامًا المذكورة. وتسمَّى هذه الفترة بفترة موندير، وهي تشير إلى أن دورة الكَلَف الشمسي قد لا تكون أساسية للشمس، كما يعتقد علماء الفلك.

وفي السبعينيات بدأ عدد كبير من العُلماء في الاعتقاد بأن النشاط الشمسي قد يكون له أثر مباشر على طقس الأرض، وقد تكشف الدراسات عما إذا كان طقس الأرض قد تأثر بما يجري في الشمس من نشاط لدورة كَلَف الشمس الواحدة، أو بالاختلافات الشمسية التي تحدث عبر مدة طويلة من الزمن. وأطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1980م، قمر أبحاث صناعيًا سُمِّي البعثة الشمسية الكبرى وذلك في قمة نشاط كَلَفة الشمس. وأوضحت البعثة أن الانخفاض في كمية الطاقة الشمسية التي تصل الأرض تتناسب مع مساحة الشمس المغطاة بالكَلَف الشمسي. حدثت ظاهرة قمة الكلف الشمسي لآخر مرة بين عامي 1989 و 1991م، ثم تكررت مرة أخرى بين عامي 2000 و 2001م.

الفيزياء

Photo showing irregular black, red, and yellow areas on curved surface with thin, curved red lines projecting upwards from the surface
A sunspot viewed close-up in ultraviolet light, taken by the TRACE spacecraft
Point chart showing sunspot area as percent of the total area at various latitudes, above grouped bar chart showing average daily sunspot area as % of visible hemisphere
Butterfly diagram showing paired Spörer's law behavior


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

رصد البقع الشمسية



تطبيقات

Photo of black spots surrounded by grey areas on mottled white surface.
A large group of sunspots in year 2004. The grey area around the spots can be seen very clearly, as well as the granulation of the sun's surface



معرض صور

انظر أيضاً

الهامش

  1. ^ Wilson, E. R. "A Few Pre-Copernican Astronomers". Popular Astronomy. 25: 93.
  2. ^ عيد, حامد أ. "ابن رشد كفيزيائي Averroes As A Physician". جامعة القاهرة.

المصادر

الموسوعة المعرفية الشمسية


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية

بيانات البقع الشمسية