המשימה: להבין את השמש

ביום רביעי, 21 באפריל, שחררה נאס"א תמונות ראשונות שצולמו על ידי הלוויין המתקדם ביותר לחקר השמש. לוויין זה, ששוגר למסלולו ב-11 בפברואר השנה, מצלם את השמש בפירוט הגדול ביותר עד כה באורכי גל שונים בתחום העל סגול ומטרתו לעזור לנו להבין את המתרחש בכוכב הקרוב ביותר אלינו.

השמש היא הכוכב הקרוב ביותר אלינו וסביבה סובבים כוכבי הלכת וכל מערכת השמש. חומה של השמש הוא המקור לחיים על פני כדור הארץ. לולא השמש היה כדור הארץ עולם קר וקפוא. ההבדל בין כוכב לכוכב לכת הוא שכוכבים הם גופים בעלי מקור אנרגיה פנימי משלהם, המבוסס על תהליכים תרמו-גרעיניים בליבתם.

הכור הגרעיני במרכז השמש מתיך גרעיני מימן להליום בתהליך דומה לזה של פצצת מימן. היתוך זה יכול להתרחש רק בלחצים גדולים ובטמפרטורה של מיליוני מעלות (במרכז השמש הטמפרטורה מגיעה לכ-14 מיליון מעלות), כאלה היכולים להתקיים רק בליבות של כוכבים.

כוכבי הלכת, שמסתם קטנה מזו של השמש בכמה סדרי גודל, לא יכולים לספק את הלחץ והטמפרטורה הנדרשים להנעת תהליכים תרמו-גרעיניים אלה. הפקת האנרגיה בליבות הכוכבים חיונית לקיומם – לולא הלחץ של האנרגיה הנוצרת בליבת הכוכב, המבקשת לפרוץ החוצה, היתה מסתו של הכוכב ממוטטת אותו פנימה. מכאן, שכוכבים עסוקים במאבק הישרדות – כל עוד הם מסוגלים לייצר אנרגיה ולאזן את כוח הכבידה העצום שלהם – הם ישרדו. במקרה שלנו – הישרדותנו תלויה בהישרדות השמש.

אולם אל דאגה – מלאי המימן בשמש מספיק לעוד כמה מיליארדי שנים של בעירה יציבה, פחות או יותר. הדאגה שלנו אמורה לבוא מכיוון אחר – כל שינוי קל בפליטת האנרגיה של השמש עלול להשפיע על עולמנו השביר.

הטמפרטורה הגבוהה של החומר המצוי בשמש מביא לתופעה נוספת – רובו המכריע של החומר בשמש מיונן (פלסמה) ולכן הוא טעון במטען חשמלי. תנועת הפלסמה בתוך השמש וכן על פניה יוצרת הפרעות בשדה המגנטי של פני השמש ואלה גורמים לתופעות רבות על פני השמש ובאטמוספירה שלה – החל מכתמי שמש, התפרצויות על פני השמש וכן נצפו הפרעות מגנטיות אלימות בעטרה, חלקה החיצוני של השמש.

תמונה מפורטת של השמש באורכי גל שונים בתחום העל סגול. הבדלי הגוונים מסמלים אזורים בטמפרטורות שונות, החל מאזורים "קרים" בני 60 אלף מעלות (בכחול) עד לאזורים חמים יותר (עד מיליון מעלות) בירוק. (קרדיט: נאס"א)

הצד האפל של השמש

מאז שהחלו להביט בשמש באמצעות טלסקופים, הבחינו בכתמי השמש הכהים על פניה. כתמי השמש הם אזורים של פעילות מגנטית על פניה והם נראים לנו כהים כי הם קרים יותר מסביבתם. כמו כן הובחן ששכיחות ומספר כתמי השמש משתנה בצורה מחזורית – כל 11 שנים מתקיים מחזור חדש של כתמי שמש.

לאחר מחצית המאה ה-20, התברר גם שיש קשר בין פעילות כתמי השמש והפרעות מגנטיות על כדור הארץ. הפעילות על השמש משחררת מטחי חלקיקים אנרגטיים הנעים במהירות גבוהה לחלל וקרינה זו קרויה רוח השמש. חלקיקים אלה מוסטים אל הקטבים המגנטיים של כדור הארץ הודות לחגורות הקרינה האופפות את כוכב הלכת שלנו שמקורן בשדה המגנטי שלו.

תוצאה מיידית של התנגשויות של חלקיקים אלה באטמוספירה של כדור הארץ הוא הזוהר הצפוני. אולם, לעתים ההתפרצויות המחוללות את רוח השמש כה אלימות עד שהן הופכות לסופות של ממש שעשויות לשבש את מהלך החיים על כדור הארץ המושתת יותר ויותר על תקשורת ועל טכנולוגיה המבוססת על קליטה ופליטה של קרינה. מקרה מפורסם היה כאשר רשת החשמל בקוויבק קרסה למשך 24 שעות כתוצאה מפעילות חריגה של כתמי שמש. מקרה נוסף היה במלחמת העולם השניה כאשר פעילות שמש שיבשה את המכ"מ הבריטי והיתה בין הזרזים לחקר השמש.

גם כיום, אנו מצויים באיחור מה בהופעת כתמי השמש של המחזור הנוכחי ששיאו היה אמור להגיע בשנת 2011. השמש היתה אמורה להתחיל מחזור חדש של כתמים אך מלבד הופעה של כתמים בודדים, אם בכלל, מחזור זה, שמספרו 24, מתעכב. ייתכן שאנו מצויים בסיפה של תקופה חדשה של שפל במספר כתמי שמש שיימשך מחזור אחד, כמה מחזורים, או שמדובר בסך הכל בפיגור חד-פעמי.

אם אנו מצויים בסיפו של שפל ארוך נוסף ייתכן ותהיה לכך השפעה על אקלים כדור הארץ. אולם, דעות המדענים חלוקות באשר להשפעה של כתמי השמש על אקלים כדור הארץ ובכלל, אפשר להבין את המחלוקת על אופן ההשפעה של כתמי שמש על שינויי האקלים שחלו לפני כ-300 שנה אם המדענים אינם יכולים להגיע להסכמה האם כדור הארץ מתחמם או לא בימים אלה ממש...

מכאן החשיבות העליונה בהבנת התנהגותה של השמש – מקור החיים והגורם המשפיע כמעט על כל היבט של חיינו על כדור הארץ. היום אנו מבינים יותר ויותר שהשמש שלנו היא כוכב משתנה מבחינה מגנטית, ושינויים אלה הם בעלי השפעה על חיינו.