מערך חלליות פרוש ברחבי מערכת השמש העניק למדענים את התמונה המלאה והעדכנית ביותר בנוגע לשאלה כיצד גלי הדף מסופות שמש מתפשטים בחלל החופשי והקרינה שמייצרים ביקיצתם.
תרגום: אלון זאבי, האגודה הישראלית לאסטרונומיה.
סופות השמש, שהתחוללו בחודשי אוקטובר-נובמבר של 2003, שיחררו אל החלל ביליוני טונות של גז מחושמל (פלזמה) אשר הפציצו את כדה”א תוך יום וחלפו על פני מאדים מספר שעות לאחר מכן.
הדיווחים הכי טריים מגיעים מצמד החלליות של וויאג’ר הרחק בשולי מערכת השמש, איזור אליו זרועות המחקר האסטרונומי לא הספיקו להגיע עדיין.
תוך כדי מסעה אל החלל שמחוץ למערכת הפלנטרית, רוח השמש הופכת לסוערת ו”עצבנית” בעודה מתנגשת בגז הבין-כוכבי, והיא חוצה את גבולות ההליו-ספירה (Heliosphere) של מערכת השמש שלנו. במהלך הסתיו האחרון, סופות השמש שיגרו אל החלל חומר ש”התנפץ” על גבי כדה”א במהירות שיא של 8 מיליון ק”מ לשעה, חלף על פניו ושאר הפלנטות והמשיך הלאה אל חלליות המחקר הבודדות. גל ההדף, שמהירותו האטה ל-2.4 מיליון ק”מ לשעה בממוצע לקראת הגבול החיצוני של ההליו-ספירה, עבר את וויאג’ר 2 ב-8 לאפריל במרחק של 11 ביליון ק”מ מהשמש, ויחלוף על פני וויאג’ר 1 ב-14.5 ביליון ק”מ מהשמש.
סופות השמש הנ”ל, הן החזקות ביותר שנמדדו עד כה: הן שברו שיא עולמי בעוצמת קרינת X, במהירות ובטמפרטורה של רוח סולרית שנצפתה בקירבת כדה”א. בסביבות שליש מכלל הקרינה החלקיקית (Particle Radiation) שמפיצה השמש, נובעת מסופות אלו, אף על פי שמחזור פעילות השמש עבר ממזמן את נקודת השיא/מקסימום.
קרינה מיידית ומכות הלם
קיימים לפחות שני סוגים של השפעות סופות שמש: קרינה מיידית (Prompt Radiation) ו”מכות הלם” (Shocks) שמאיצות חלקיקי אטומים טעונים חשמלית. הקרינה המיידית, שנעה קרוב למהירות האור, גורמת לזנק החשמלי הכי כבד ללוויינים ובעלת השפעה כבירה על היונו-ספירה (Ionosphere) של כדה”א – חלקה העליון של האטמוספירה בעלת מטען חשמלי, ועל תקשורות רדיו ארוכות-טווח. קרינה זו זוהתה בגלי רדיו ברחבי מערכת השמש ברגעים שלאחר כל התפרצות של סופת שמש (קאסיני חשה בה כעבור מספר שעות).
למכות ההלם, שמאיצות חלקיקים למהירות של כ-1.6 מיליון ק”מ לשעה, לוקח קצת יותר זמן להתפתח, אך הן תופסות טרמפ על גבי הזוהר הצפוני, תחנות כוח וחלקיקים אנרגטיים שנלכדים בחגורות קרינת ואן אלן של כדה”א (Earth’s Van Allen Radiation Belts). סופות אלו יצרו חגורת קרינה נוספת בקירבת כדור הארץ וזו שרדה במשך כמה שבועות ארוכים.
השפעות הסופות על הפלנטה שלנו היו קשות דיין וגרמו לשינוי במסלולי תעופה, לשיבוש בתפעולי לוויינים ולהחמרת הפסקת חשמל בעיר מלמו שבשוודיה. כמוכן, תקשורות רדיו ארוכות-טווח שובשו בעקבות ההשפעות על היונו-ספירה ואורות צפוניים (Northern Lights Aurora Borealis) נצפו למרחק עד לפלורידה. למרבה המזל, אף לא לווין של נאס”א בקירבת כדה”א נפגע באורח קשה במיוחד ע”י הסופות המשתוללות. זאת הודות לתיכנון והנדסה מיוחדים שבוצעו מבעוד מועד. האסטרונאוטים ששהו בתחנת החלל הבין-לאומית (International Space Station) נאלצו לצמצם את הפעילות שלהם ולהסתתר מספר פעמים במהלך הסופה בתוך יחידת שירות מודולרית רוסית שעמדה לרשותם (Russian-supplied Service Module).
הסופה הורגשה גם ממאדים ועד שבתאי
כדור הארץ לא היה היחיד שהרגיש את ההשפעות של סופות השמש, הן השתולל ברחבי מערכת השמש, ממאדים ועד לשבתאי. עצם העובדה שהיו מספיק חזקות בכדי להגיע אל שבתאי, מרחק גדול כמעט פי 10 מהמרחק כדה”א-שמש, מעורר פליאה בקרב המדענים. על גבי החללית Mars Odyssey, ישנו מכשיר שעורך ניסויים בתנאי קרינה על מאדים (Mars Radiation Environment Experiment – MARIE), והוא הספיק לבצע בהצלחה מעקב אחר הקרינה בחלל, לפני שחדל לפעול במהלך פעילות השמש האינטנסיבית שאירעה ב-28 לאוקטובר 2003. גם החלליות יוליסס, לצידו של צדק, וקאסיני, בקרבת שבתאי, גילו גלי רדיו שנוצרו מהסופות המגנטיות, ואף חשו בגל ההדף ש”חבט” בשדות המגנטיים העצומים של כוכבי-הלכת הענקיים.
מכות ההלם שנוצרו ע”י הסופות בחלקה הפנימי של מערכת השמש, לא רק מאיצות אלקטרונים ופרוטונים לרמות אנרגיה גבוהות יותר – אלא גם לוכדת את החלקיקים בתוך ההליו-ספירה הפנימית. כתוצאה מכך, נוצרת קרינה ברמות גבוהות יותר, אשר דועכת לאיטה במשך מספר שבועות, וזו משוטטת לה בחופשיות ברחבי האיזור שבין נגה למאדים. לאירוע אסטרונומי שכזה יהיו השלכות מרחיקות לכת עבור סיורים מחוץ למעטה ההגנה שמעניקה לנו המגנטו-ספירה (השדה המגנטי) של כדור הארץ מפני נזקי חלל למיניהם. מן הראוי, בנוסף להגנה משאר הסכנות שעורבות בחלל, ידרשו גם אמצעי הגנה מותאמים נגד הקרינה שמסתובבת בחלל.
במשך עשורים רבים, שיפורים בתחזיות מזג האוויר הצליחו להציל הן חיי אדם והן רכוש. המחקר שמעניק תחזיות של מזג אוויר חללי (Space Weather Forecasting) נמצא עדיין בחיתוליו/בשלבי התפתחות, אך הוא נחוץ מאוד בכדי להגן על תשתית החלל, ועל חוקרי-חלל עתידיים הן אנושיים והן רובוטיים.
למזלנו, “גלגלי הצלה חלליים” (“Space Buoys”) מצויים בשפע, ובעזרתם המדענים בונים תמונה יותר מקיפה וברורה עבור השאלה כיצד הפרעות (Disturbances) מופצות ברחבי מערכת השמש שלנו. כמוכן, עדיין לא מובן לגמרי מה קובע את הצורה הכללי של מכות ההלם והמהירות המשתנה בה הן דוהרות לכיוונים שונים. השינוי במהירויות וזמני ההגעה שלהן אל מאדים וכדה”א, מרמזות על כך שהתהליך מסובך למדי. גם השדה המגנטי של השמש משחק תפקיד חשוב בקשרים הקיימים בין מקומות שונים במערכת השמש. הבנה טובה כיצד מכות הלם מאיצות-חלקיקים מטיילת בשטחי מערכת השמש, תעזור לנו להבין גם לנבא כיצד שינוי ברמות הקרינה משפיע על איזורים שונים בחלל. מערך החלליות, הפרוש היטב בתחומי מערכת השמש, מספק מידע ראשוני אודות העקבות שמותירות אחריהן סופות השמש ב”אוקיינוס” הבין-פלנטרי (“Ocean”Interplanetary ).
בחודשים הקרובים, גל ההדף אמור להגיע ולהתנגש בגבול ההליו-פוזה (המעטפת החיצונית של ההליו-ספירה), היכן שחומר הנזרק מהשמש מצטבר למול רוח בין-כוכבית (Interstellar Wind), המגיעה מהתפוצצויות של כוכבים שכנים. האנרגיה שנישאת על גבי החומר, תדחוף את הגז הבין-כוכבי כלפי חוץ למרחק של 640 ק”מ, כמעט פי 4 מהמרחק כדה”א-שמש. התנגשויות-חלל אלו עשויות להפיק אותות של גלי רדיו בתדירויות נמוכות מאוד, ואלה יספקו לנו הבנה מעמיקה יותר בנוגע לשטח “השליטה” הנרחב של השמש (Sun’s Domain).
—————–
תורגם ע”י: אלון זאבי
עוד בנושא באתר הידען:
