كل شيء في هذه الموسوعة يتقلب وفق إيقاع أساسي واحد: الشمس تتأرجح بين الهدوء والعواصف كل أحد عشر عامًا تقريبًا. هذا الإيقاع هو الدورة الشمسية، وهو السبب في أن "مدى نشاط الشمس الآن" له إجابة مختلفة حقًا اعتمادًا على موقعنا في عقد معين — ليس مسارًا عشوائيًا، بل دورة حقيقية قابلة للتتبع ولها نظام ترقيم خاص يعود إلى القرن الثامن عشر.

الدورة الشمسية هي التذبذب الذي يستمر حوالي 11 عامًا في النشاط المغناطيسي للشمس، ويظهر بشكل مباشر في صعود وهبوط أعداد البقع الشمسية، ولكن يتم تتبعه أيضًا من خلال تكرار التوهجات، ومعدل الانبعاثات الكتلية الإكليلية، والناتج الإجمالي للشمس في موجات الراديو والأشعة فوق البنفسجية. وهي مدفوعة بالدينامو الشمسي — العملية التي يقوم بها الحركة الحملانية والدوران التفاضلي داخل الشمس بتوليد وإعادة تنظيم مجالها المغناطيسي باستمرار.

كل دورة تمثل في الواقع نصف دورة مغناطيسية أطول مدتها 22 عامًا: الانقطاب المغناطيسي الكلي للشمس ينقلب من دورة إلى أخرى، مما يعني أن العودة الكاملة إلى الانقطاب الأصلي تستغرق دورتين كل منهما 11 عامًا. يتم ترقيم الدورات بشكل تسلسلي بدءًا من الدورة 1، التي تم تعيينها بأثر رجعي لأول دورة توجد لها سجلات تفصيلية للبقع الشمسية، والتي بدأت حوالي عام 1755.

تبدأ الدورة عند الحد الأدنى الشمسي، عندما تصل أعداد البقع الشمسية إلى أدنى مستوياتها ويمكن أن تمر أيام متتالية دون أي بقع مرئية. ثم يرتفع النشاط نحو الحد الأقصى الشمسي، عادةً على مدى 4-5 سنوات، قبل أن ينخفض مرة أخرى نحو الحد الأدنى التالي على مدى فترة أطول تتراوح بين 6-7 سنوات — تميل الدورات إلى الارتفاع أسرع مما تنخفض. الحد الأقصى نفسه ليس يومًا واحدًا؛ بل هو هضبة يمكن أن تستمر لمدة عام أو أكثر، ويمكن أن تظهر قمتين متميزتين حيث يصل نصفي الشمس الشمالي والجنوبي إلى أقصى حد لهما في أوقات مختلفة قليلاً.

التنبؤ بقوة الدورة قبل سنوات صعب حقًا، وهذا واضح: فريق دولي تعقده NOAA وNASA وخدمات البيئة الفضائية الدولية يصدر توقعات إجماع رسمية لكل دورة قادمة، لكن الباحثين الأفراد الذين يستخدمون طرقًا مختلفة — قوة المجال المغناطيسي القطبي للشمس بالقرب من الحد الأدنى السابق، العلاقة بين معدل الارتفاع المبكر للدورة وذروتها النهائية (المعروفة بتأثير فالدماير)، ونماذج إحصائية مختلفة ونماذج قائمة على الدينامو — غالبًا ما ينتجون أرقامًا مختلفة بشكل كبير عن بعضهم البعض وعن النتيجة النهائية. هذا ليس دليلاً على سوء العلم بقدر ما هو انعكاس لمدى فوضوية الدينامو الشمسي الأساسي في النمذجة الدقيقة.

الدورة الحالية هي توضيح واضح لعدم القدرة على التنبؤ. في ديسمبر 2019، توقع فريق التنبؤ الرسمي من NOAA/NASA/ISES أن الدورة الشمسية 25 ستشبه الدورة الضعيفة 24 التي سبقتها، متوقعًا حدًا أقصى أملس للبقع الشمسية يبلغ حوالي 115، يبلغ ذروته حوالي يوليو 2025.

الواقع اختلف بسرعة. بحلول يناير 2023، كانت الدورة 25 تعمل بالفعل بحوالي 12% أعلى في أعداد البقع الشمسية اليومية مما كانت عليه الدورة 24 في نفس النقطة. بحلول أكتوبر 2023، قامت NOAA بمراجعة توقعاتها نحو ذروة أقوى وأبكر، وبحلول أكتوبر 2024، أكدت NASA وNOAA أن الدورة قد دخلت مرحلتها القصوى — مع وصول عدد البقع الشمسية الأملس إلى 157 في أغسطس 2024، وهو بالفعل أعلى من السقف المتوقع للفريق الأصلي. الشمس، باختصار، لم تتبع التوقعات التي أعطيت لها.

أحد الإشارات المبكرة للمفاجآت القادمة جاء في مارس 2024، عندما ضربت عاصفة جيومغناطيسية غير متوقعة من فئة G4 الأرض مع ظهور الشفق القطبي حتى جنوبًا حتى نيو مكسيكو، مدفوعة بانبعاث كتلي إكليلي تجاوز توقيت وكثافته الفعلية التوقعات الأصلية. كانت معاينة لنمط سيتكرر خلال سنوات ذروة الدورة: نماذج توفر خطًا أساسيًا معقولاً، مع تجاوز الشمس له بانتظام.

أنتجت سنوات ذروة الدورة الشمسية 25 بعضًا من أهم أحداث الطقس الفضائي المسجلة: عاصفة "غانون" في مايو 2024، وهي أقوى عاصفة جيومغناطيسية منذ عام 2003، مدفوعة بسلسلة من الانبعاثات الكتلية الإكليلية من المنطقة النشطة شديدة النشاط AR3664؛ وتوهج من فئة X9.0 في 3 أكتوبر 2024، وهو الأكبر في الدورة حتى الآن. حتى عام 2026، استمرت المناطق النشطة الخصبة مثل AR4366 في إنتاج سلسلة متواصلة من التوهجات من فئة X، مما أبقي مرحلة الذروة للدورة ممتدة بعد ذروتها المتوقعة الأصلية بكثير.

لأول مرة، وضع فريق التنبؤ لعام 2019 هدفًا محددًا للتنبؤ بعدم التماثل بين نصفي الشمس — الاختلافات في التوقيت والقوة بين نصفي الشمس الشمالي والجنوبي — بدلاً من معاملة الشمس كمصدر واحد موحد. يبدو أن هذا عدم التماثل هو ما يدفع بالضبط الحد الأقصى الممتد ثنائي القمة الذي لاحظه العديد من الباحثين في الدورة 25، حيث يصل كل نصف كرة إلى ذروته الخاصة في وقت مختلف قليلاً بدلاً من أن تبلغ الشمس بأكملها ذروتها معًا.

من المتوقع أن تنخفض الدورة الشمسية 25 نحو الحد الأدنى التالي بحلول حوالي عام 2030، على الرغم من — تماشيًا مع كل ما سبق — أن التوقيت الدقيق وشكل هذا الانخفاض لا يزال سؤالًا مفتوحًا للتنبؤ وليس مسألة محسومة. على المدى الأطول، هناك جدل علمي حقيقي نشط حول ما إذا كانت الدورات القادمة ستواصل اتجاه الضعف طويل المدى أم ستنتعش؛ إنها منطقة خلاف حقيقي بين علماء الفيزياء الشمسية وليست مسألة لها إجابة متفق عليها، والادعاءات بعودة مؤكدة ومؤرخة إلى خمول يشبه الحد الأدنى لماوندر تتجاوز بكثير ما يدعمه الدليل الحالي بالفعل.