تغییرات عجیب در خورشید که نگرانی دانشمندان را به دنبال داشت!

رکورد تعداد لکه‌ها روی سطح خورشید این روزها دانشمندان خورشیدشناس را بسیار نگران کرده است، چرا که این روزها ستاره منظومه ما از پیش‌بینی‌ها سرپیچی می‌کند و به سمت چرخه خورشیدی بسیار قوی‌تری می‌رود که می‌تواند ما را اینجا روی زمین تحت تاثیر قرار دهد.

گفتنی است که شراره‌ها و بادها و طوفان‌های خورشیدی و پرتاب‌های جرم تاجی می‌توانند ارتباطات و شبکه‌های الکتریکی و اینترنت را روی زمین مختل کنند و خسارات فراوانی روی دست بشر بگذارند.

لکه‌های خورشیدی مناطقی از میدان‌های مغناطیسی با شدت بالا در سطح خورشید هستند که منجر به توقف موقت فرآیند همرفت می‌شوند. این پدیده منجر به افت دما در ناحیه خود شده و موجب می‌شود تا نسبت به بقیه سطح خورشید تیره‌تر به نظر برسد.

این نواحی با شراره‌های خورشیدی، فوران‌های شدید تابش الکترومغناطیسی و پرتاب جرم تاجی(CME) مرتبط هستند که ذرات پلاسما را از تاج خورشید به فضا پخش می‌کند.

لکه خورشیدی رویدادی موقت بر روی سطح خورشید(نورسپهر/فوتوسفر) است که به ‌صورت لکه‌هایی تاریک‌تر از نواحی اطراف آنها به‌ وسیله فعالیت‌های شدید شار مغناطیسی که مانع از انتقال گرما می‌شود به وجود می‌آید. این لکه‌ها به علت کاهش درجه حرارت سطح خورشید در آن ناحیه‌ها به وجود می‌آیند. لکه‌های خورشیدی دارای قطرهایی به ابعاد ۱۶ کیلومتر تا ۱۶۰ هزار کیلومتر هستند و بزرگ‌ترین آنها بدون تلسکوپ هم قابل مشاهده است.

اگرچه این ناحیه‌ها هنوز درجه حرارتی در حدود ۳۰۰۰ تا ۴۵۰۰ کلوین دارند، اما تفاوت دمای این ناحیه‌ها با مواد پیرامونشان حدود ۵٬۸۰۰ کلوین است که به آنها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده شوند. ضمن اینکه اگر یک لکه خورشیدی از نورسپهر جدا شود می‌تواند قوس الکتریکی درخشانی را به وجود بیاورد.

لکه خورشیدی در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج‌های خورشیدی و رخدادهای قطع ارتباط نیز هست. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پرتاب جرم تاجی سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقه گروه‌های لکه قابل رؤیت خورشید دارند.

پدیده‌های مشابهی که به ‌طور غیرمستقیم در ستاره‌ها نیز رصد شده‌اند، عموماً لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه‌گیری شده‌اند.

البته گفتنی است که این لکه‌ها دائمی نیستند.

قرن‌هاست که دانشمندان از لکه‌های خورشیدی به‌عنوان پیش‌سازی برای پیش‌بینی رفتار خورشید در طول چرخه خورشیدی ۱۱ ساله‌اش استفاده می‌کنند، فرآیندی که در آن قطب‌های خورشید به طور کامل می‌چرخند.

بیشینه فعالیت خورشید، بخشی از چرخه تقریباً ۱۱ ساله ستاره منظومه ماست که در آن خورشید در فعال‌ترین حالت خود قرار می‌گیرد و پوشیده از لکه‌های خورشیدی تاریک و حلقه‌های پلاسما می‌شود که پرتاب‌های جرم تاجی و بادهای خورشیدی را از خود به بیرون شلیک می‌کند.

رکوردشکنی تعداد لکه‌های خورشیدی

خورشید ما در دسامبر ۲۰۱۹ وارد بیست و پنجمین چرخه خورشیدی خود از زمانی که ما مستندسازی آن را آغاز کرده‌ایم، شد و پیش‌بینی می‌شد که مانند چرخه قبلی ضعیف باشد.

طبق پیش‌بینی‌ها این چرخه خورشیدی می‌توانست یکی از ضعیف‌ترین چرخه‌هایی باشد که در قرن اخیر مشاهده کرده بودیم.

با این حال، از سپتامبر سال گذشته، خورشید داستان بسیار متفاوتی را رقم زده است و تعداد لکه‌های خورشیدی آن ماه به ماه افزایش می‌یابد.

ماه گذشته، تعداد لکه‌های خورشیدی به طور متوسط ۱۶۳ بود که با چرخه خورشیدی سال ۲۰۰۲ که یکی از چرخه‌های قوی تاریخ بود، مطابقت داشت.

زمین توسط یک حباب محافظ معروف به مگنتوسفر(مغناطیس‌سپهر) محافظت می‌شود و اشعه‌های مضر خورشید را مهار می‌کند، اما هنگامی که خورشید گاهی اوقات رشته‌هایی از پرتوهای پر سرعت را منتشر می‌کند، به شدت میدان مغناطیسی زمین را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

در اکتبر ۲۰۰۳، خورشید چند شراره خورشیدی قدرتمند پرتاب کرد و CMEها تا فضاپیمای وویجر در انتهای منظومه شمسی نیز شناسایی شدند. آنها در زمین، «طوفان‌های بزرگ هالووین» نامیده شدند و شامل یک شراره خورشیدی با شدت X۴۵ بود که قوی‌ترین شراره خورشیدی ثبت شده بود.

دانشمندان خورشیدشناس پیش‌بینی کرده بودند که تعداد لکه‌های خورشیدی در طول بیست و پنجمین چرخه خورشیدی در حالت حداکثری، ماهانه به ۱۲۵ عدد می‌رسد. اما با نزدیک شدن خورشید به اوج چرخه خود، این تعداد به ۱۶۳ افزایش یافته است و دانشمندان را نگران کرده که اوج آن ممکن است تقریبا یک سال زودتر فرا برسد و این چرخه می‌تواند بسیار قوی‌تر شود.

اوایل این هفته، لکه خورشیدی AR۳۳۵۴ یک شراره خورشیدی کلاس X۱ را منتشر کرد و تابش ناشی از آن باعث خاموشی عمیق امواج کوتاه رادیویی در اقیانوس آرام و بخش‌های غربی ایالات متحده شد.

کلاس X شدیدترین شراره‌ خورشیدی است و طوفان‌های خورشیدی همراه با چنین رویدادهایی می‌توانند به طور کلی بر زندگی روی زمین تأثیر بگذارند. رویدادهای پرانرژی شدید می‌توانند شبکه‌های الکتریکی را مختل کنند و به فضاپیماها نیز آسیب برسانند.

خدماتی مانند استارلینک با آب و هوای فضایی خشن ناشی از فعالیت‌های خورشید مواجه شده‌اند و تاکنون چندین ماهواره استارلینک دچار اختلال شده‌اند و برخی نیز به طور کلی از کار افتاده‌اند. این صورت فلکی رو به رشد از ماهواره‌ها در مدار زمین همچنان در معرض خطر آسیب‌های ناشی از چنین رویدادهایی قرار دارند.

در سال ۱۸۵۹، یک رویداد مشابه خدمات تلگراف را در ایالات متحده و اروپا برای چند روز تعطیل کرد، اما چنین رویدادی امروزه می‌تواند به طور بالقوه جهان را به یک توقف جدی برساند. البته بدتر شدن هوای فضا، لذت مشاهده شفق‌های قطبی را به سایر نقاط جهان نیز می‌آورد.

دانشمندان می‌گویند، ابرطوفان‌های خورشیدی که توانایی مختل کردن همه ماهواره‌ها و فضاپیماها و اختلال جدی در شبکه برق و مخابرات و اینترنت را دارند، هر ۲۵ سال یک بار از سطح خورشید تولید می‌شوند. این گفته از داده‌های تاریخی جمع‌آوری شده از ایستگاه‌های انگلیس و استرالیا که ۱۵۰ سال قدمت دارند، آمده است.

ابرهای گاز داغی که در فوران‌های تاج خورشیدی از خورشید خارج می‌شوند، طوفانی از ذرات یونیزه پرانرژی را تشکیل می‌دهند که می‌تواند ماهواره‌ها را بسوزاند، شبکه‌های انتقال برق و مخابرات را با اختلال روبرو کند و فضانوردان را به کام مرگ بفرستد. پیش‌بینی این طوفان‌ها کار آسانی نیست، زیرا هر فورانی در تاج خورشیدی به وقوع طوفان ذرات منجر نمی‌شود. ستاره‌شناسان حدس می‌زنند چاشنی وقوع این طوفان، جهت‌گیری میدان مغناطیسی ابر فوران یافته باشد.

کارشناسان می‌گویند، خطر برخورد میان ماهواره‌ها پس از وقوع یک طوفان خورشیدی بزرگ بسیار زیاد خواهد بود و ماهواره‌ها ممکن است گم شوند و یافتن آنها می‌تواند هفته‌ها طول بکشد.

خوشبختانه خورشید ما که یک کوتوله زرد است که ۹۹.۸ درصد از جرم کل منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد و در حال حاضر در یک مرحله نسبتاً پایدار از چرخه زندگی تقریبا ۱۰ میلیارد ساله خود قرار دارد. با این حال هنوز توانایی ایجاد هرج و مرج بر روی زمین را دارد.

تحقیقات جدید می‌گوید ۱.۶ تا ۱۲ درصد احتمال وجود دارد که یک طوفان خورشیدی با قدرت کافی برای ایجاد اختلالی فاجعه بار در زمین در دهه آینده رخ دهد و این طوفان علاوه بر ایجاد خسارات قابل توجه به زیرساخت‌های اینترنت، می‌تواند بر شبکه‌های برق سراسر جهان نیز تأثیر بگذارد.

ناگفته نماند که بسیاری از مطالعات مربوط به فعالیت خورشیدی به آغاز عصر فضا در سال ۱۹۵۷ باز می‌گردند، بنابراین تنها پنج چرخه خورشیدی آخر را در نظر می‌گیرند. داده‌های میدان مغناطیسی مورد استفاده در مطالعه جدید از شاخص "aa" که یک شاخص فعالیت جهانی ژئومغناطیسی است که ۱۵۰ سال گذشته را پوشش می‌دهد، گرفته شده است و شامل ۱۴ چرخه خورشیدی گذشته است.

اکنون دانشمندان به دقت خورشید را زیر نظر دارند تا ببینند آیا لکه‌های خورشیدی به زودی فعال‌تر می‌شوند یا خیر.