حدد الباحثون التيارات الدوامة في الشمس، والتي تسمى موجات روسبي، باعتبارها تتوسط تأثيرات المد والجزر لكوكب الزهرة والأرض والمشتري على النشاط المغناطيسي للشمس
اقترح الباحثون في HZDR وجامعة لاتفيا أول تفسير فيزيائي شامل لدورات نشاط الشمس المختلفة. وحددوا التيارات الدوامية في الشمس، والتي تسمى موجات روسبي، باعتبارها تتوسط تأثيرات المد والجزر لكوكب الزهرة والأرض والمشتري على النشاط المغناطيسي للشمس. تقدم هذه الدراسة نموذجًا ثابتًا للدورات الشمسية ذات الأطوال المختلفة وتقدم حجة قوية لدعم فرضية الكواكب المثيرة للجدل سابقًا. ونشرت النتائج في مجلة الفيزياء الشمسية.
على الرغم من أن الشمس، كونها قريبة منا، هي أفضل النجوم التي تمت دراستها، إلا أن العديد من الأسئلة حول فيزياءها لم تتم الإجابة عليها بشكل كامل. ومن بينها التقلبات الإيقاعية في النشاط الشمسي. وأشهرها أن الشمس تصل في المتوسط إلى الحد الأقصى من الإشعاع كل أحد عشر عامًا - ويطلق الخبراء على ذلك اسم دورة شواب. تحدث دورة النشاط هذه بسبب تغير المجال المغناطيسي للشمس خلال هذه الدورة وفي النهاية يعكس قطبيته. وهذا في حد ذاته ليس بالأمر غير المعتاد بالنسبة للنجم - إن لم يكن بسبب حقيقة أن دوران شواب مستقر بشكل ملحوظ.
وتغطي دورة شواب تقلبات أخرى أقل وضوحًا في النشاط تتراوح من بضع مئات من الأيام إلى بضع مئات من السنين، وكل واحدة منها تحمل اسم مكتشفها. على الرغم من بذل محاولات مختلفة لشرح هذه الدورات والحسابات الرياضية، إلا أنه لا يوجد حتى الآن نموذج فيزيائي شامل.
لعدة سنوات، أيد الدكتور فرانك ستيفاني من معهد ديناميكيات التدفق التابع لـ HZDR "فرضية الكواكب" لأنه من الواضح أن جاذبية الكواكب تمارس تأثير مد وجزر على الشمس، مشابه لتأثير القمر على الشمس. الأرض يكون هذا التأثير أقوى كل 11.07 سنة: عندما تكون الكواكب الثلاثة الزهرة والأرض والمشتري محاذية للشمس في خط بارز بشكل خاص، على غرار المد والجزر لدى البشر. أقصى اختلاف على الأرض عند ظهور القمر أو اكتمال القمر يتزامن هذا بشكل بارز مع دورة شواب.
يتم إنشاء المجال المغناطيسي للشمس من خلال حركات معقدة للبلازما الموصلة كهربائيًا داخل الشمس. "يمكنك تشبيهه بالدينامو العملاق. فهذا الدينامو الشمسي يخلق دورة نشاط تبلغ حوالي 11 عامًا من تلقاء نفسه، ولكننا نعتقد أن تأثير الكواكب يتدخل بعد ذلك في عمل هذا الدينامو، مما يمنحه بين الحين والآخر دفعة صغيرة وبالتالي تفرض على الشمس إيقاعًا ثابتًا بشكل غير عادي يبلغ 11.07 عامًا"، من سابير ستيفاني.
وقبل بضع سنوات اكتشف هو وزملاؤه أدلة قوية على وجود مثل هذه العملية الموقوتة في بيانات الرصد الموجودة. كما تمكنوا من مطابقة الدورات الشمسية المختلفة وحركة الكواكب فقط من خلال الأساليب الرياضية. لكن في البداية كان من المستحيل تفسير العلاقة بشكل مُرضٍ من وجهة نظر فيزيائية.
"الآن وجدنا الآلية الفيزيائية الأساسية. نحن نعرف مقدار الطاقة اللازمة لمزامنة الدينامو، ونعلم أن هذه الطاقة يمكن أن تنتقل عن طريق موجات روسبي. والشيء العظيم هو أننا الآن لا نستطيع أن نفسر فقط دورة شواب و يقول ستيفاني: "الدورات الشمسية الأطول ولكن أيضًا دورات ريجر الأقصر التي لم نفكر فيها من قبل".
موجات روسبي هي تيارات على شكل دوامة في الشمس تشبه حركات الموجات واسعة النطاق في الغلاف الجوي للأرض والتي تهيمن على أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض. حسب الباحثون أن قوى المد والجزر أثناء المد العالي مع أقصى اختلاف بين كل زوج من الكواكب الثلاثة، الزهرة والأرض والمشتري، تتمتع بالخصائص المناسبة تمامًا لإثارة موجات روسبي - وهي فكرة لها العديد من الآثار: أولاً، موجات روسبي هذه، ثم الوصول إلى سرعات عالية بما يكفي لمنح الدينامو الشمسي القوة الدافعة اللازمة ثانيًا، يحدث ذلك كل 118 و193 و299 يومًا وفقًا لدورات ريجر الشمسية المرصودة. وثالثًا، يمكن حساب جميع الدورات الشمسية الإضافية على هذا الأساس.
وهنا يأتي دور الرياضيات: يؤدي دمج دورات ريجر الثلاثة القصيرة تلقائيًا إلى إنشاء دورة شواب البارزة التي تبلغ 11.07 عامًا. بل ويتنبأ النموذج بتقلبات الشمس على المدى الطويل لأن حركة الشمس حول مركز ثقل النظام الشمسي تسبب دورة نبضية مدتها 193 عامًا بناءً على دورة شواب. وهذا يتطابق مع ترتيب حجم دورة أخرى تمت ملاحظتها، وهي دورة سوس دي بري.
وفي هذا السياق، اكتشف العلماء وجود علاقة مثيرة للإعجاب بين دورة الـ 193 عامًا المحسوبة والتقلبات الدورية في البيانات المناخية. وهذه حجة قوية أخرى لصالح فرضية الكواكب القائلة بأن "الذروة الحادة لسوسة دو باريس بعد 193 عامًا يكاد يكون من المستحيل تفسيرها دون استقرار العرض في دورة شواب، والتي تكون فقط في عملية موقوتة" ، تقديرات ستيفاني.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
