الشمس

نجم عن قرب

الشمس نجم مثل آلاف النجوم التي تراها ليلًا، غير أنها على بعد نحو 150 مليون كم لا سنوات ضوئية. تضم نحو 99.8% من كتلة المجموعة الشمسية كلها، وجاذبيتها تُبقي كل كوكب وكويكب ومذنب في مداره.

تتكون أساسًا من الهيدروجين (نحو 73% من الكتلة) والهيليوم (نحو 25%)، مع آثار ضئيلة من عناصر أثقل. والغاز فيها ساخن إلى حد أنه في حالة البلازما، وهي حالة من حالات المادة فقدت فيها الذرات بعض إلكتروناتها.

يصنّف الفلكيون الشمس قزمًا أصفر من النوع G. يبدو ذلك متواضعًا، لكنها تتسع لنحو 1.3 مليون كرة بحجم الأرض.

الطبقات من اللب إلى الهالة

ليس للشمس سطح صلب. في مركزها اللب، حيث تبلغ الحرارة نحو 15 مليون °م. تزحف الطاقة المتولدة هناك إلى الخارج عبر المنطقة الإشعاعية في رحلة قد تستغرق أكثر من 100,000 سنة، ثم تصعد عبر منطقة الحمل في خلايا هائلة من البلازما المغلية.

ما نسميه السطح هو الغلاف الضوئي، الطبقة التي تبث معظم الضوء المرئي، وحرارته نحو 5,500 °م. وفوقه الغلاف اللوني الرقيق ثم الهالة، أي الغلاف الجوي الخارجي. والغريب أن الهالة أسخن بكثير من السطح، إذ تتجاوز حرارتها مليون درجة بكثير، وما زال العلماء يبحثون عن السبب الدقيق.

الاندماج: كيف تسطع الشمس

في اللب يبلغ الضغط والحرارة حدًا بالغ الشدة يجعل أنوية الهيدروجين تتصادم وتندمج لتصير هيليومًا، وتُسمى هذه العملية الاندماج النووي. وفي كل مرة تتحول كمية ضئيلة من الكتلة إلى طاقة، كما تصف معادلة أينشتاين E = mc².

تحوّل الشمس كل ثانية نحو 4 ملايين طن من المادة إلى طاقة. ومع ذلك لديها من الهيدروجين ما يكفي لتواصل السطوع بثبات قرابة 5 مليارات سنة أخرى. بعدها ستنتفخ لتصير عملاقًا أحمر، ثم تستقر أخيرًا قزمًا أبيض صغيرًا خافتًا.

البقع الشمسية والدورة ذات الإحدى عشرة سنة

البقع الشمسية مناطق داكنة على الغلاف الضوئي تحجب فيها مجالات مغناطيسية قوية بعض الحرارة الصاعدة من الأسفل. وهي لا تزال شديدة الحرارة، لكنها أبرد مما حولها فتبدو داكنة بالمقارنة. وقد يبلغ عرض البقعة الكبيرة عدة أضعاف عرض الأرض.

يرتفع عدد البقع الشمسية وينخفض في دورة مدتها نحو 11 سنة، إذ يلتف المجال المغناطيسي للشمس ثم ينقلب. وفي ذروة النشاط الشمسي تكثر البقع والتوهجات الشمسية (دفقات مفاجئة من الإشعاع) والانبعاثات الكتلية الإكليلية (سحب هائلة من البلازما تُقذف في الفضاء).

بدأت الدورة الحالية، الدورة الشمسية 25، في أواخر 2019. وفي أكتوبر 2024 أعلنت ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أن الشمس دخلت مرحلة الذروة، واستمر النشاط المرتفع طوال 2025. وحتى 2026 تتجه الشمس ببطء نحو الحد الأدنى التالي، مع بقاء التوهجات الكبيرة ممكنة.

الرياح الشمسية وطقس الفضاء

تنفث الهالة باستمرار جسيمات مشحونة إلى الفضاء. هذا التدفق، أي الرياح الشمسية، يسير بسرعة تقارب 1.6 مليون كم/س ويمتد إلى ما بعد بلوتو بكثير، فيصنع فقاعة شاسعة تُسمى الغلاف الشمسي.

حين تصطدم دفقة من الرياح الشمسية أو انبعاث كتلي إكليلي بالأرض، يوجّه مجالنا المغناطيسي الجسيمات نحو القطبين، فتجعل الهواء يتوهج شفقًا قطبيًا. ويمكن للعواصف القوية أيضًا أن تعطّل الأقمار الصناعية وأنظمة GPS وشبكات الكهرباء، ولهذا تصدر جهات مثل NOAA توقعات لطقس الفضاء.

كيف ترصد الشمس بأمان

لا تنظر إلى الشمس مباشرة أبدًا، ولا عبر منظار أو مقراب أو عدسة كاميرا من دون مرشح شمسي معتمد يطابق معيار ISO 12312-2. النظارات الشمسية والزجاج المدخّن والأفلام المحروقة ليست آمنة. فحتى نظرة خاطفة عبر العدسات قد تسبب ضررًا دائمًا للعين في جزء من الثانية.

أبسط طريقة آمنة هي الإسقاط. اثقب ثقبًا صغيرًا في قطعة من الورق المقوى ودع ضوء الشمس يمر عبره إلى قطعة ثانية، فترى صورة صغيرة للشمس. وفي أثناء الكسوف الجزئي تؤدي الفجوات بين أوراق الأشجار الدور نفسه.

لنظرة أقرب، استخدم نظارات الكسوف أو عارضًا شمسيًا معتمدًا وفق ISO 12312-2، ومع المناظير والمقاريب استخدم مرشحًا معتمدًا للضوء الأبيض مثبتًا بإحكام على الفتحة الأمامية، لا عند العدسة العينية أبدًا. وبهذا الإعداد يمكنك متابعة تغير البقع الشمسية من يوم إلى آخر بينما تدور الشمس مرة في الشهر تقريبًا.

ويستخدم الراصدون المتمرسون أيضًا مقاريب خاصة بخط هيدروجين ألفا تكشف الشواظ، وهي حلقات من الغاز المتوهج على حافة الشمس. وأيًا كانت أداتك، افحص المرشح بحثًا عن خدوش أو ثقوب قبل كل جلسة، وراقب الأطفال عن كثب.