FlareDB: قاعدة بيانات للوهجات الشمسية الكبيرة في الدورات الشمسية 24 و25 مع ملاحظات SDO/HMI وSDO/AIA

لماذا تهم الانفجارات الشمسية المفاجئة على الأرض

الوهجات الشمسية هي انفجارات هائلة على سطح الشمس يمكن أن تعطل الأقمار الصناعية، وتقطع الاتصالات الراديوية، وحتى تهدد شبكات الكهرباء على الأرض. ومع ذلك لا يزال العلماء يواجهون صعوبة في التنبؤ بالوقت والمكان الدقيقين لانطلاق أكبر الوهجات. يقدم هذا المقال FlareDB، قاعدة بيانات مفتوحة جديدة تجمع ملاحظات مفصّلة لأقوى الوهجات الشمسية خلال العقد والنصف الماضيين. من خلال تنظيم هذه البيانات بطريقة تسهل استخدامها على الباحثين البشر وأنظمة التعلّم الآلي على حد سواء، تهدف FlareDB إلى تسريع فهمنا — وتوقعنا — لطقس الفضاء الخطير.

مكتبة جديدة لأعنف ردود فعل الشمس

تركّز FlareDB على 151 من أكثر الوهجات الشمسية طاقة، مصنفة كلها على الأقل M5.0 أو فئة X، وسُجلت بين 2010 و2025. تنتمي هذه الأحداث إلى 82 منطقة نشطة — بقع مغناطيسية مكثفة على سطح الشمس تنشأ منها الوهجات عادة. ضُمّت فقط الوهجات التي كانت مناطق مصدرها قريبة بما يكفي من مركز قرص الشمس المرئي، لأن القياسات قرب حافة الوجه الشمسية المرئية تكون أقل موثوقية. معاً تخلق هذه المعايير عينة نظيفة ومحددة جيداً من أنواع الانبعاثات التي من المرجح أن تزعج بيئة الفضاء حول الأرض.

رؤية الشمس بألوان متعددة

بُنيت قاعدة البيانات من أداتين على مرصد ديناميكيات الشمس التابع لناسا (SDO). الأولى، مقياس الهليوسيسمولوجيا والحقول المغناطيسية (HMI)، يرسم خرائط الحقل المغناطيسي الشمسي ويسجل صورا في الضوء الأبيض للبقع الشمسية. والأخرى، جهاز تصوير الغلاف الجوي (AIA)، يلتقط صوراً سريعة بالأشعة فوق البنفسجية وفوق البنفسجية القصوى عند أطوال موجية متعددة، كل منها يبرز غازات عند درجات حرارة مختلفة في غلاف الشمس الجوي. لكل وميض، يستخرج FlareDB فقط المنطقة المحيطة بالمنطقة النشطة بدلاً من تخزين قرص الشمس الكامل، ويجري ذلك في إسقاطين خرائطيين مختلفين. تحافظ هذه المقاربة على التركيز على مكان الحدث، مع الحفاظ أيضاً على معلومات حول كيفية ترتيب الحقل المغناطيسي والبلازما الساخنة.

من الصور الخام إلى بيانات جاهزة للاستخدام

تطلب تحويل سيل من صور المركبة الفضائية الخام إلى قاعدة بيانات متماسكة معالجة دقيقة. قام الفريق بتوحيد طريقة حساب مكونات الحقل المغناطيسي، ومواءمة صور AIA مع مخططات مغناطيسية HMI رغم اختلاف دقتهما الطفيفة، وضمان بقاء كل منطقة نشطة في المركز حتى مع دوران الشمس. بالنسبة للأطوال الموجية التي تلتقط انبعاثاً من طبقات ثلاثية الأبعاد سميكة من الغلاف الجوي الشمسي، اتُّخذت عناية خاصة في كيفية إعادة رسم الصور بحيث تظل قابلة للمقارنة مع خرائط الحقل السطحي. إجمالاً، أعيد إسقاط وتقليم أكثر من 218000 صورة AIA بحيث يحتوي كل حدث وميض على مجموعة ثابتة من المشاهد عبر درجات حرارة وارتفاعات متعددة فوق سطح الشمس.

أفلام قصيرة موحّدة للعين البشرية والخوارزميات

أحد أكثر منتجات FlareDB فاعلية هو مجموعة من 5285 فيلم «نظرة سريعة» قصيرة — 35 فيلماً لكل وميض — تعرض كيف تتطور المنطقة النشطة من 24 ساعة قبل الوهج إلى 8 ساعات بعده. يستخدم كل فيلم نطاقات سطوع ثابتة حتى يمكن مقارنة الأحداث المختلفة مباشرة، حتى لو تم تخفيف بعض التفاصيل الشديدة. تبسط هذه المعايرة فحص العديد من الأحداث بصرياً، لكنها ذات قيمة خاصة لتدريب نماذج التعلّم الآلي، التي تعمل بصورة أفضل عندما تكون البيانات موحدة في الشكل والمقياس. ويمكن للباحثين الذين يحتاجون إلى تفاصيل كاملة تنزيل ملفات الصور الأساسية بصيغة علمية قياسية من خدمة عبر الإنترنت مرتبطة بالمشروع.

بناء أساس لتوقعات أفضل لطقس الفضاء

لضمان الموثوقية، تحقق مبتكرو FlareDB من كيف تؤثر خطوات المعالجة على جودة البيانات ووثقوا أين تكون التغطية أقوى — حيث تقع نحو 95 بالمئة من مجموعة البيانات في منطقة العرض الأكثر موثوقية قرب مركز قرص الشمس. النتيجة هي مورد عام يجمع خرائط مغناطيسية وصوراً فوق بنفسجية وأفلاماً موجزة لأكبر الوهجات الشمسية عبر دورتين شمسيّتين. بالنسبة للقارئ غير المتخصص، النتيجة الأساسية هي هذه: من خلال تزويد العلماء وأدوات الذكاء الاصطناعي بسجل متسق وغني عن كيفية تصرف المناطق النشطة قبل وأثناء الانفجارات الكبرى، يؤسس FlareDB لأساس أكثر دقة وتوقيتاً أفضل لتوقعات العواصف الشمسية التي يمكن أن تؤثر على حياتنا المعتمدة على التكنولوجيا.

الاستشهاد: Liu, N., Abduallah, Y., Kapure, T.S. et al. FlareDB: A Database of Significant Flares in Solar Cycles 24 and 25 with SDO/HMI and SDO/AIA Observations. Sci Data 13, 279 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06607-7

الكلمات المفتاحية: الوهجات الشمسية, طقس فضائي, ملاحظات الشمس, الحقول المغناطيسية, التعلّم الآلي