كَلَف الشمس

كلفة الشمس تظهر داكنة لأنها أبرد من بقية سطح الشمس، وهكذا تكون أقل ضوءًا. تحدث كلف الشمس من جراء النشاط المغنطيسي وفي دورات منتظمة.

كَلَف الشمس مساحات داكنة نوعًا ما على سطح الشمس. تبدو داكنة لأنها أبرد من أجزاء سطح الشمس الأخرى المرئية. وقد تصل درجة حرارتها إلى نحو 4,000°م مقارنة بـ 6,000°م للمنطقة المحيطة بها، لذلك تُعطي ضوءًا أقل.

ويصل قطر الكَلَفة الكبيرة إلى 32,000كم، أي أكبر من قطر الأرض عدة مرات. وقد تستمر لعدة أشهر. وتتكون الكَلَفة الكبيرة من مركز داكن يُسَمَّى الظل الكامل، ومنطقة محيطة به ذات لون فاتح تسمَّى الظل المشعشع. وتسمى كلفة الشمس الصغيرة الحدقة وليست لها منطقة شبه ظل. وقد يصل قطر الحدقة إلى مئات الكيلومترات وتستمر لمدة ساعات فقط.

ويختلف عدد كلف الشمس وخطوط العرض الشمسية التي تظهر فيها عبر مدة تُقَدَّر بحوالي 11 عامًا. وتُسَمَّى هذه الفترة دورة كَلَف الشمس. وفي بداية الدورة يظهركَلَف الشمس أساسًا بين خطي عرض 20° و40° شمالي وجنوبي خط استواء الشمس، ثم يزداد عدد الكَلَف وتحدث بالقرب من خط استواء الشمس. وعندما يصل عددها إلى الحد الأقصى فإنها تطوف بين خطي عرض 5° و40° شمالي وجنوبي خط استواء الشمس. وفي نهاية الدورة يقل عدد الكَلَف إلى أقل عدد ممكن. ويحدث الكَلَف أكثر بين خطي عرض 5° و15° شمالاً وجنوبًا.

كيف يتكون كَلَف الشمس. لكَلَف الشمس مجال مغنطيسي تصل قوته إلى 3000 ضعف معدل المجال المغنطيسي للشمس أو الأرض. ويعتقد الفلكيون أن تكوين الكَلَف له علاقة وطيدة بهذه الحقيقة. وحسب التفسير العام المقبول فإن مجال الشمس المغنطيسي القوي له شكل الأنابيب تحت سطح الشمس مباشرة. وتدور الشمس بسرعة أكثر عند خط استوائها منه عند أقطابها؛ ولذلك تتمدد الأنابيب المغنطيسية، وعندها تنشأ خيوط عبر الأنابيب المغنطيسية وتندفع نحو سطح الشمس.

يظهر زوجان من كلف الشمس في أي منطقة تنفذ منها الخيوط التي تخرج وتعود إلى السطح مرة أخرى. وخلال 11 عامًا تندفع الخيوط أولاً عبر سطح الشمس عند خطوط عرض مرتفعة ولاحقًا عند خطوط عرض منخفضة، وهذا التغيير يفسـِّر اختلافات عرض الكلف الشمسي خلال فترة الدورة الكَلَفية.

ولزوج كَلَف الشمس أقطاب مغنطيسية متنافرة، كأقطاب المغنطيس، وتسَمَّى النقطتان الكَلَفة السابقة والكَلَفة اللاحقة، لأن واحدة تقود للأخرى في اتجاه دوران الشمس. وفي خلال الفترة، أي 11 سنة من مدار كَلَف الشمس، تكون الأقطاب المغنطيسية لزوج كَلَف الشمس شمالي خط استواء الشمس متنافرة مع أقطاب زوج الكَلَف في جنوبي خط استواء الشمس. فمثلاً إذا كانت الكَلَفة السابقة في النصف الشمالي تتصرف كطرف مغنطيسي باحث شمالي، فإن الكلفة السابقة في النصف الجنوبي تتصرف كطرف مغنطيسي باحث جنوبي. ومع ذلك فإنه في الدورة التالية لكلف الشمس يكون سلوك الكلفة السابق معكوسًا، وتستمر دورة الكلف الشمسي التامة لمدة 22 عامًا.

أحدث الاكتشافات. اكتشف الفلكيون أن دورة كَلَف الشمس هي جزء من دورة النشاط الشمسي التي تشتمل على لهب شمسي. وترتبط مثل هذه الظاهرة كثيرًا بكَلَف الشمس، وتحدث في المنطقة المحيطة بالكَلَف.

في أوائل القرن العشرين أثبت العالم البريطاني والتر موندير نظريًا أنه لم تحدث أي ظاهرة لكَلَف الشمس في الفترة من عام 1645 – 1715م. وأثبتت البحوث التي أُجريت في السبعينيات من القرن العشرين، عدم حدوث كَلَف شمس خلال السبعين عامًا المذكورة. وتسمَّى هذه الفترةبفترة موندير، وهي تشير إلى أن دورة الكَلَف الشمسي قد لا تكون أساسية للشمس، كما يعتقد علماء الفلك.

وفي السبعينيات بدأ عدد كبير من العُلماء في الاعتقاد بأن النشاط الشمسي قد يكون له أثر مباشر على طقس الأرض، وقد تكشف الدراسات عما إذا كان طقس الأرض قد تأثر بما يجري في الشمس من نشاط لدورة كَلَف الشمس الواحدة، أو بالاختلافات الشمسية التي تحدث عبر مدة طويلة من الزمن. وأطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1980م، قمر أبحاث صناعيًا سُمِّيالبعثة الشمسية الكبرى وذلك في قمة نشاط كَلَفة الشمس. وأوضحت البعثة أن الانخفاض في كمية الطاقة الشمسية التي تصل الأرض تتناسب مع مساحة الشمس المغطاة بالكَلَف الشمسي. حدثت ظاهرة قمة الكلف الشمسي لآخر مرة بين عامي 1989 و 1991م، ثم تكررت مرة أخرى بين عامي 2000 و 2001م.