ماجراهای شگفت‌انگیز طوفان‌های خورشیدی و انرژی‌هایی که به ما رسیدند

فعالیت خورشید، امسال در حال افزایش بوده و این به معنای افزایش یافتن ماجراهای شگفت‌انگیز مرتبط با طوفان‌های خورشیدی است.

«طوفان خورشیدی» اصطلاحی است که برای تأثیرات جوی روی زمین استفاده می‌شود که از رویدادهای خاص رخ‌داده در خورشید سرچشمه می‌گیرند. مردم معمولا خورشید را به عنوان یک نور درخشان در نظر می‌گیرند که هرگز تغییر نمی‌کند اما در حقیقت، خورشید یک گوی بزرگ از گازهای مذاب است که دائما در جریان هستند. با نزدیک شدن خورشید به اوج چرخه فعالیت خود، طوفان‌های خورشیدی پرتکرار و قوی‌تر می‌شوند.

طوفان‌های خورشیدی زمانی رخ می‌دهند که خورشید، فوران‌های بزرگ انرژی را به شکل شراره‌های خورشیدی و خروج جرم از تاج خورشیدی منتشر می‌کند. این پدیده‌ها جریانی از بارهای الکتریکی و میدان‌های مغناطیسی را با سرعتی حدود سه میلیون مایل در ساعت به سمت «تیله آبی» منظومه شمسی یعنی زمین می‌فرستند.

هنگامی که یک طوفان خورشیدی به زمین برخورد می‌کند، اغلب یک نمایش خیره‌کننده از نور را در بخش‌هایی از جو به وجود می‌آورد. طوفان‌های خورشیدی می‌توانند ماهواره‌ها و انواع گوناگون ارتباطات الکترونیکی را مختل کنند.

طوفان‌های خورشیدی با یک انفجار بزرگ در خورشید آغاز می‌شوند. این انفجارها که شراره‌های خورشیدی نام دارند، می‌توانند به اندازه انرژی میلیاردها بمب هسته‌ای قوی باشند. شراره‌های خورشیدی معمولا با انتشار جریان‌های بزرگی از پلاسمای بارور همراه هستند که با سرعت میلیون‌ها مایل در ساعت حرکت می‌کنند. به این جریان‌ها، خروج جرم از تاج خورشیدی می‌گویند. هنگامی که این جریان‌های پر انرژی و قدرتمند به زمین برخورد می‌کنند، می‌توانند طوفان‌های ژئومغناطیسی را در پی داشته باشند که ماهواره‌ها و شبکه‌های برق را مختل می‌کنند.

به عنوان مثال، در فوریه سال ۲۰۱۱ یک مورد خروج جرم از تاج خورشیدی تولید شده توسط یک شراره خورشیدی بسیار قوی، ارتباطات رادیویی را در سراسر چین مختل کرد. برخی از کارشناسان بر این باورند که یک طوفان بزرگ خورشیدی می‌تواند بیش از ۲۰ برابر بدترین طوفان‌ها، خسارت اقتصادی ایجاد کند.

دانشمندانی که طوفان‌های خورشیدی را مطالعه می‌کنند، دریافته‌اند که به نظر می‌رسد فرکانس شعله‌های خورشیدی، از یک چرخه خورشیدی ۱۱ ساله پیروی می‌کند. در زمان اوج فعالیت ممکن است هر روز چندین طوفان خورشیدی رخ دهد. در مواقع دیگر ممکن است کمتر از یک طوفان خورشیدی در هفته رخ دهد. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که چرخه فعالیت کنونی خورشید منجر به اوج گرفتن طوفان‌های خورشیدی در سال ۲۰۲۵ خواهد شد.

فوران شراره بزرگ خورشیدی از لکه بیش‌فعال خورشید

یک انفجار مهیب در خورشید، یک شراره خورشیدی قوی را از یک لکه جدید خورشیدی در روز ۹ ژانویه ۲۰۲۳ آزاد کرد. این لکه به آرامی به سمت زمین می‌چرخد.

مرکز پیش‌بینی آب و هوای فضایی در «اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا»(NOAA) گزارش داد این شراره خورشیدی که در ساعت ۱:۵۰ بعدازظهر به وقت منطقه زمانی شرقی، به عنوان یک طوفان خورشیدی کلاس X۱.۹ فوران کرد، باعث خاموشی موقت اما قوی رادیویی در بخش‌هایی از آمریکای جنوبی، آمریکای مرکزی و اقیانوس آرام شد. شراره‌های کلاس X قوی‌ترین انواع طوفان‌های خورشیدی هستند. براساس گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا، شراره خورشیدی روز دوشنبه از همان لکه خورشیدی سرچشمه گرفته بود که یک شراره خورشیدی کلاس X۱.۲ را در پنجم ژانویه منتشر کرد.

«تونی فیلیپس»(Tony Phillips)، ستاره‌شناس وب‌سایت هواشناسی فضایی «SpaceWeather» در یک پست نوشت: منبع این شراره خورشیدی، لکه بیش‌فعال خورشیدی «AR۳۱۸۴» است. لکه خورشیدی رو به سیاره ما نیست و اواخر این هفته در جهت ما خواهد چرخید.

ناسا با تلسکوپ فضایی موسوم به «رصدخانه سولار داینامیکس»(Solar Dynamics Observatory) خود که به طور مداوم خورشید را در طول موج‌های گوناگون مشاهده می‌کند، تصاویر و ویدیوهای خیره‌کننده‌ای را از این شراره خورشیدی گرفت.

شراره‌های خورشیدی در سطوح مختلف انرژی منتشر می‌شوند. ضعیف‌ترین شراره‌ها که به عنوان طوفان‌های نوع A، B یا C طبقه‌بندی می‌شوند، معمولا جزئی هستند. شعله‌های قوی‌تر نوع M می‌توانند ذرات بارور را به زمین پرتاب کنند که نمایش نور را به دنبال دارد.

ناسا در بیانیه‌ای اعلام کرد، هنگامی که شعله‌های خورشیدی کلاس X به طور مستقیم به زمین نشانه می‌روند، می‌توانند بر ارتباطات رادیویی، شبکه‌های برق و سیگنال‌های ناوبری تأثیر بگذارند و خطراتی را برای فضاپیماها و فضانوردان ایجاد کنند.

آثار طوفان‌های خورشیدی

طوفان‌های شدید خورشیدی مانند هر پدیده دیگری می‌توانند اختلالات گسترده‌ای را در زندگی روزمره ما ایجاد کنند. هنگامی که هوای فضا به زمین می‌رسد، فرآیندهای پیچیده بسیاری را در پی دارد که می‌تواند دردسرهای زیادی را برای هر چیزی که در مدار آن است ایجاد کند. مهندسان برای درک بهتر این خطرات و دفاع از ماهواره‌ها در برابر آنها تلاش می‌کنند.

میدان مغناطیسی زمین کارآیی بسیاری برای محافظت در برابر این شراره‌ها دارد.

طوفان‌های خورشیدی می‌توانند توانایی ماهواره‌ها را که برای برقراری ارتباط با زمین از طریق امواج رادیویی به کار می‌روند، مختل کنند. به عنوان مثال، بسیاری از فناوری‌های ارتباطی مانند GPS بر امواج رادیویی متکی هستند. جو همیشه امواج رادیویی را تا اندازه‌ای منحرف می‌کند و به همین دلیل، مهندسان هنگام ساخت سیستم‌های ارتباطی این اعوجاج را تصحیح می‌کنند اما در طول طوفان‌های خورشیدی، تغییرات رخ داده در یونوسفر، نحوه حرکت امواج رادیویی را تغییر می‌دهند. بدین ترتیب، یک جو آرام در طول طوفان‌های خورشیدی به هم می‌ریزد.

این طوفان‌ها، ارسال سیگنال‌های GPS را دشوار می‌کنند و می‌توانند موقعیت‌یابی را تا چند متر از بین ببرند. برای بسیاری از صنایع از جمله هوایی، دریایی، رباتیک، حمل و نقل، کشاورزی و نظامی، خطاهای موقعیت‌یابی چند متری GPS به سادگی قابل تحمل نیستند. سیستم‌های رانندگی خودران نیز به موقعیت‌یابی دقیق نیاز دارند. به ویژه ماهواره‌ها برای عملکرد بهتر دنیای مدرن بسیار مهم هستند و حفاظت از آنها در برابر طوفان‌ها یک حوزه مهم تحقیقاتی است.

برخی از این خطرات را می‌توان با محافظت از وسایل الکترونیکی در برابر طوفان‌ها یا توسعه موادی که در برابر طوفان‌ مقاوم‌تر هستند، به حداقل رساند اما در مقابل طوفان خورشیدی قوی، تنها می‌توان محافظت بسیار زیادی داشت.

توانایی پیش‌بینی دقیق طوفان‌ها تا اندازه معینی می‌تواند حفاظت پیشگیرانه از ماهواره‌ها و سایر دارایی‌ها را با خاموش کردن تجهیزات الکترونیکی حساس یا تغییر جهت ماهواره‌ها برای محافظت بهتر ممکن سازد. در هر حال، اگرچه مدل‌سازی و پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی به طور قابل توجهی در چند سال گذشته بهبود یافته است اما بسیاری از پیش‌بینی‌ها هم ممکن است اشتباه باشند.

به طور کلی اگرچه خورشید برای ادامه زندگی ضروری است اما وضعیت دائماً در حال تغییر آن، همه چیز را چالش‌برانگیز می‌کند. چالشی که به نظر می‌رسد می‌تواند زندگی یکنواخت ما را دچار تغییر کرده و انرژی‌های فراوانی را وارد زندگی ما انسان‌ها کند.

منبع: ایسنا