שמש מתעוררת

השמש, המאור הגדול של היום, איננה גוף שקט ופסיבי. מדי פעם היא מתפרצת, ואז נפלט ממנה זרם חלקיקים שעלול להגיע לארץ ולהשפיע הן על האקלים והן על המערכות הטכנולוגיות שעליהן נסמכת האנושות. פעילות השמש היא גלית, עם זמן מחזור אופייני של כ־11 שנים. מחזור הפעילות מוּנַע על ידי השדות המגנטיים שבשמש; כשאלה פורצים אל פני השמש מופיעים שם כתמים ומתרחשות התפרצויות שמש. יש מחזורי פעילות שבהן נראים כתמים רבים והשמש רוגשת, ויש מחזורים שקטים, שבהם נראית כמות פחותה בהרבה של כתמים. כזה היה המחזור הנוכחי, מספר 24 במניין האסטרונומים – עד לשבוע האחרון של אוקטובר 2014. אז הופיעה קבוצה גדולה של כתמים מחלק השמש שלא נראה מהארץ שבועיים קודם לכן, ומשם נפלטו כמה התפרצויות שמש מרשימות.

קבוצת כתמי השמש שקיבלה את השם הפרוזאי "אזור פעיל 12192", או בקיצור AR2192, התפתחה כשחלק זה של השמש היה חבוי מצפייה ישירה מהארץ. בתצפית מכדור הארץ הסיבוב הממוצע בן ה־27 ימים של השמש סביב עצמה הביא אותו לעבר הארץ ב־17 באוקטובר, ולקראת סוף החודש האזור הגיע כבר למרכז השמש הנראית. במצב זה לא רק טלסקופים ארציים יכולים לעקוב אחר התפתחות קבוצת הכתמים אלא גם מכשירי תצפית בחלליות, ולא רק באור נראה, אלא גם בתחומים ספקטרליים כגון קרינת X, על־סגול וכו' – שלא חודרים מבעד לאטמוספירה הארצית.

תמונה של השמש עם קבוצת כתמי השמש. התמונה צולמה על ידי החללית Solar Dynamics Observatory
צילום: NASA

בתצפיות השונות נראה אזור כתמים שגדול בהרבה מכדור הארץ, וגדול אף יותר מכוכב הלכת צדק, ענק מערכת השמש. 2192AR הוא אזור גדול כל כך שאפשר לראותו בעין בלתי מצוידת באמצעי אופטי, אם כי צפייה ישירה מסוכנת, ועלולה לגרום לנזק תמידי לעין. הכתמים, וקבוצות הכתמים, הם אזורים "קרים" יותר משאר פני השמש – אזור המכונה "פוטוספירה". אף שאזורים אלה קרים מסביבתם, הם עדיין חמים מאוד: כ־4,000 מעלות בכתם שמש לעומת כ־5,500 לגבי שאר הפוטוספירה. לכן הכתמים נראים "שחורים" על הרקע הבהיר של פני השמש.

שיאי הפעילות של השמש מופרדים על ידי תקופות פעילות נמוכה, האחרון שבהם נמשך עד שנת 2009. כחלק ממחזור הפעילות, השדה המגנטי של השמש משנה קוטביות: מה שהיה הקוטב המגנטי הצפוני בשמש הופך לקוטב דרומי ולהיפך. מכאן, שמחזור הפעילות של הקוטביות המגנטית נמשך למעשה 22 שנה. אבל הקוטביות עצמה אינה נראית לעין וקשה לגילוי, לכן נוהגים להתייחס למחזור פעילות של 11 שנים.

בשיא הפעילות הנוכחית, במחזור מס' 24, לא הגיע מספר כתמי שמש לערך גבוה כמו בשני המחזורים הקודמים; הסיבה לכך אינה ברורה. לכן הופעת 2192AR הייתה מפתיעה. קבוצות גדולות של כתמים וכתמים גדולים נוטים ליצור התפרצויות שמש מרשימות. ואכן, בימים האחרונים של אוקטובר נרשמו לפחות שתי התפרצויות בגודל X, שהוא הסוג הגדול ביותר (גם בתוך סוג X אפשר להבחין בהתפרצויות חזקות יותר מאחרות; לכן משתמשים במציין נוסף, ספרה שמוסיפים אחרי ה־X. ככל שספרה זו גדולה יותר, כך ההתפרצות חזקה יותר). ב־14 ביולי שנת 2000 התרחשה התפרצות שמש בגודל X5  או 6X, שגרמה לפליטת זרם פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה ביותר, שהגיעו לכדור הארץ כרבע שעה (!) לאחר גילוי ההתפרצות בתמונות השמש באור נראה. ההתפרצות גרמה גם ל"זריקת מסה מהעטרה" (Coronal Mass Ejection), תופעה שבה כמות עצומה של חומר מיונן נזרקת מעטרת השמש לחלל. באירוע של יולי 2000 כמות זו הייתה כעשרה מיליארד טונות וחלקה הגיע לכדור הארץ.

החומר בזריקת מסה מהעטרה הוא מיונן ונושא עימו שדה מגנטי – זו בעצם בועה או בלון מלא שדה מגנטי. לכדור הארץ יש שדה מגנטי משלו, וכאשר פוגעת בו בועה מגנטית יכולה להיווצר נקודה חלשה בשדה הארצי ודרכה יכולים החלקיקים המיוננים מהשמש להגיע אל שכבות האטמוספירה. זליגת חלקיקים אלה למגנטוספירה הארצית גורמת להופעת "זוהר הקוטב" – פליטת אור מהאטמוספירה, הנגרמת מפגיעת חלקיקי השמש, וגם לזרמי חשמל מושרים ברשת החשמל הארצית. זרמים מושרים נוצרים במוליכי חשמל כאשר השדה המגנטי בסביבת מוליכים אלה משתנה. זרמי חשמל חזקים המשתנים בפתאומיות עלולים לגרום נזקים כבדים לשנאים ולרכיבים אחרים של רשתות חשמל.

מאז הופיע 2192AR  מאחורי השמש הוא פלט חמש התפרצויות מסוגX  ויותר מעשרה מהסוג החלש יותר, M. ההתפרצויות החזקות יותר שינו את מאזן היינון באטמוספירה העליונה (היונוספירה) וזה גרם להפסקות בתקשורת הרדיו בתחום התדרים הבינוניים. עד לכתיבת מאמר זה לא נרשמו זריקות מסה מהעטרה כך שלא התרחשו סופות גיאומגנטיות, וגם אם היו מתרחשות, סביר להניח שהשדה המגנטי הארצי היה מגן עלינו מהשפעות מזיקות. עם זאת, עלינו לזכור שהשדה המגנטי הארצי מחליף קוטביות בממוצע מדי כחצי מיליון שנים. אירוע של היפוך השדה המגנטי הארצי התרחש לאחרונה לפני 780 אלף שנים (כלומר הפיכת קטבים צפויה "בכל רגע"). היפוך מגנטי ארצי נמשך כמה עשרות או מאות שנים, ובתקופה זו כדור הארץ חסר מגן מגנטי עצמי. אם יתרחשו התפרצויות שמש גדולות בעת היפוך מגנטי, הן עלולות לגרום לנזק משמעותי לחיים ולתרבות האנושית.