השמש עומדת על סף אירוע משמעותי: היפוך שדה מגנטי.
תופעה זו מתרחשת בערך כל 11 שנה ומסמנת שלב חשוב במחזור השמש. השינוי בקוטביות מציין את מחצית הדרך של מקסימום השמש, גובה פעילות השמש ותחילת המעבר לכיוון מינימום השמש.
הפעם האחרונה שהשדה המגנטי של השמש התהפך הייתה לקראת סוף 2013. אבל מה גורם להיפוך הזה בקוטביות, והאם הוא מסוכן? בואו נסתכל לעומק על היפוך השדה המגנטי של השמש ונחקור את ההשפעות שיכולות להיות לו על כדור הארץ.

כדי להבין את היפוך השדה המגנטי, ראשית, חשוב להכיר את מחזור השמש. מחזור זה של כ-11 שנה של פעילות השמש מונע על ידי השדה המגנטי של השמש ומצוין על ידי התדירות והעוצמה של כתמי השמש הנראים על פני השטח. גובה פעילות השמש במהלך מחזור שמש נתון ידוע כמקסימום שמש, וההערכות הנוכחיות צופות שהוא יתרחש בין סוף 2024 לתחילת 2026.
אבל ישנו עוד מחזור חשוב מאד, אם כי פחות מוכר, המקיף שני מחזורי שמש של 11 שנים. מחזור מגנטי זה, המכונה מחזור הייל (Hale cycle), נמשך כ-22 שנה, ודרכו השדה המגנטי של השמש מתהפך ואז חוזר למצבו המקורי, אומר ריאן פרנץ' (Ryan French), אסטרופיזיקאי סולארי וכותב ב-Space.com.
בזמן מינימום שמש, השדה המגנטי של השמש קרוב לדיפול, עם קוטב צפוני אחד וקוטב דרומי אחד, בדומה לשדה המגנטי של כדור הארץ. אבל ככל שאנו עוברים לעבר מקסימום שמש, "השדה המגנטי של השמש הופך מורכב יותר, ללא הפרדה ברורה של קוטב צפוני-דרומי", אומר פרנץ'. עד שמקסימום השמש עובר ומינימום השמש מגיע, השמש חזרה לדיפול, אם כי עם קוטביות הפוכה.

ההיפוך הקרוב בקוטביות יהיה מהשדה המגנטי הצפוני לדרומי בחצי הכדור הצפוני ולהיפך בחצי הכדור הדרומי. "זה יביא אותו לאוריינטציה מגנטית דומה לכדור הארץ, שגם לו יש את השדה המגנטי המכוון לדרום בחצי הכדור הצפוני", מסביר פרנץ'. ההיפוך מונע על ידי כתמי שמש, אזורים מורכבים מבחינה מגנטית של פני השמש שיכולים להוליד אירועים סולאריים משמעותיים, כגון התלקחויות שמש ופליטות מסה קורונלית (CMEs) - התפוצציות גדולות של פלזמה ושדה מגנטי.
כאשר כתמי שמש יופיעו קרוב לקו המשווה, תהיה להם אוריינטציה התואמת לשדה המגנטי הישן, בעוד שלכתמי שמש הנוצרים קרוב יותר לקטבים יהיה שדה מגנטי התואם לאוריינטציה המגנטית הנכנסת, אומר פרנץ'. זה נקרא חוק הייל. "השדה המגנטי מאזורים פעילים עושה את דרכו לעבר הקטבים ובסופו של דבר גורם להיפוך", אומר הפיזיקאי הסולארי טוד הוקסמה (Todd Hoeksema), מנהל מצפה השמש ווילוקס (Wilcox) באוניברסיטת סטנפורד.
אבל הסיבה הבסיסית המדויקת להיפוך כזה בקוטביות נותרה מסתורית. "זה נכנס לכל המחזור [השמש] וגורם לתהייה מה זה", אומר הפיזיקאי הסולארי פיל שרר (Phil Scherrer) מאוניברסיטת סטנפורד. "עדיין אין לנו תיאור מתמטי ממש עקבי של מה שקורה. ועד שאתה לא יכול למדל את זה, אתה לא באמת מבין את זה - קשה להבין את זה באמת".
זה מאוד תלוי מאיפה מגיע השדה המגנטי. "האם יהיו כתמי שמש רבים? והאם כתמי השמש יתרמו לשדה המגנטי של הקוטב, או שהם סוג של ביטול מקומי?" אומר הוקסמה. "על השאלה הזו אנחנו עדיין לא יודעים איך לענות". מה שאנחנו כן יודעים הוא שהיפוך השדה המגנטי של השמש אינו מיידי. זהו מעבר הדרגתי מדיפול לשדה מגנטי מורכב, לדיפול הפוך לאורך כל מחזור השמש של 11 השנה. "בקיצור, אין 'רגע' ספציפי שבו קטבי השמש מתהפכים", אומר פרנץ'. "זה לא כמו כדור הארץ, שבו ההיפוך נמדד על ידי נדידת הקוטב הצפוני/דרומי".

בדרך כלל לוקח שנה או שנתיים להיפוך מוחלט, אבל זה יכול להשתנות באופן משמעותי. לדוגמה, לשדה הקוטבי הצפוני של מחזור השמש ה-24, שהסתיים בדצמבר 2019, לקח כמעט חמש שנים להתהפך, על פי מצפה הכוכבים הלאומי (NSO). היפוך השדה המגנטי הוא כל כך הדרגתי, שאתה אפילו לא תשים לב מתי זה קורה. ולא, כמה שזה נשמע דרמטי, זה לא סימן לאפוקליפסה מתקרבת. "העולם לא ייגמר מחר", אומר שרר.
עם זאת, נחווה חלק מתופעות הלוואי של היפוך הקוטביות. אין ספק שהשמש הייתה פעילה להפליא לאחרונה, וירתה מספר התפרצויות שמש ופליטות מסה קורונלית חזקות, ועוררה סופות גיאו-מגנטיות חזקות על כדור הארץ, אשר, בתורן, יצרו כמה תצוגות אורורה מדהימות בזמן האחרון. עם זאת, החומרה המוגברת של מזג האוויר החללי אינה הגורם הישיר להיפוך בקוטביות. במקום זאת, הדברים האלה נוטים להתרחש ביחד. מזג האוויר החללי הוא בדרך כלל העוצמתי ביותר במהלך מקסימום השמש, כאשר השדה המגנטי של השמש הוא גם המורכב ביותר, על פי פרנץ'.
תופעת לוואי אחת של שינוי השדה המגנטי היא קלה אך מועילה בעיקרה: היא יכולה לסייע בהגנה על כדור הארץ מפני קרניים קוסמיות גלקטיות - חלקיקים תת-אטומיים בעלי אנרגיה גבוהה, שנעים במהירות קרובה למהירות האור ויכולים להזיק לחלליות ולפגוע באסטרונאוטים הנמצאים בהקפה מחוץ לאטמוספירה המגוננת של כדור הארץ. כאשר השדה המגנטי של השמש משתנה, "משטח הזרם" ("current sheet") - משטח רחב ידיים שמקרין מיליארדי קילומטרים החוצה מקו המשווה של השמש - הופך לגלי מאד, ומספק מחסום טוב יותר נגד קרניים קוסמיות.
מדענים ישמרו עין פקוחה על היפוך השדה המגנטי של השמש ויראו כמה זמן לוקח לה לחזור לתצורת דיפול. אם זה יקרה בשנתיים הקרובות, המחזור של 11 השנים הבאות יהיה פעיל יחסית, אבל אם התהליך איטי, המחזור יהיה חלש יחסית, כמו מחזור שמש 24 הקודם.
מקורות:
קטעים מ- The sun's magnetic field is about to flip. Here's what to expect מאת space.com שנכתב ע"י: Daisy Dobrijevic.
קטעים מ- The Sun’s Polar Magnetic Field will Soon Flip – And GONG is Watching מאת nso.edu שנכתב ע"י: Alexei Pevtsov, Gordon Petrie, Luca Bertello, Evan Pascual.
קטעים מ- The Sun’s Impending Magnetic Field Reversal: An Overview מאת NewSpaceEconomy.
Comments