حداکثر خورشیدی در معرض دید است، اما چه زمانی خواهد رسید (و چه زمانی خواهیم فهمید)

در ماه مه و ژوئن ۲۰۲۴ (اردیبهشت و خرداد ۱۴۰۳) بالاترین تعداد لکه های خورشیدی از سال ۲۰۰۲ روی خورشید بود، اما آیا اوج چرخه خورشیدی هنوز اینجاست؟

خورشید یک چرخه خورشیدی ۱۱ ساله با افزایش و کاهش فعالیت را دنبال می کند. اگرچه اولین منجمی نیست که چرخه خورشیدی را کشف کرد، اما قرارداد شماره گذاری و نامگذاری چرخه خورشیدی برای اولین بار در سال ۱۸۵۲ توسط ستاره شناس سوئیسی یوهان رودولف ولف معرفی شد. او در سیستم شماره گذاری چرخه خورشیدی جدید خود، چرخه تاریخی ۱۷۵۵-۱۷۶۶ خورشیدی را ‘چرخه خورشیدی ۱’ تنظیم کرد. در زمان کار او، خورشید قبلاً در چرخه خورشیدی ۹ بود. از دسامبر ۲۰۱۹، ما اکنون در چرخه ۲۵ خورشیدی هستیم.

یک چرخه خورشیدی معین از حداقل خورشیدی شروع می شود، جایی که خورشید تقریباً بدون لکه خورشیدی است. در طول این پنجره، هیچ شراره خورشیدی یا پرتاب جرم تاجی (CMEs) برای ماه ها در یک زمان وجود ندارد. از این دوره حداقل خورشیدی، فعالیت خورشیدی به تدریج در طی چندین سال افزایش می یابد و به دوره حداکثر خورشیدی می رسد. در طول حداکثر خورشیدی، شعله‌های خورشیدی بزرگ و CME بیشترین فراوانی را دارند.

حداکثر خورشیدی چگونه تعریف می شود

حداکثر خورشیدی یک تعریف علمی بسیار خاص دارد، اوج منحنی شماره لکه های خورشیدی صاف شده ۱۳ ماهه است. این یعنی چی؟ تعداد لکه های خورشیدی روزانه محاسبه می شود، اما نه به سادگی شمارش تعداد لکه های خورشیدی روی خورشید.

عدد بین‌المللی لکه‌های خورشیدی از طریق معادله R = 10g + s محاسبه می‌شود که g تعداد گروه‌های لکه‌های خورشیدی و s تعداد لکه‌های خورشیدی مجزا است. بسته به شرایط رصدخانه محلی نیز یک عامل پوسته‌گذاری اعمال می‌شود. این معیار لکه‌های خورشیدی با مقیاس‌بندی استفاده شده توسط خود ولف مطابقت دارد و برای کاهش اثر یک ناحیه تکه تکه شده لکه‌های خورشیدی طراحی شده است که تعداد لکه‌های خورشیدی را افزایش می‌دهد.

سپس یک عدد لکه خورشیدی ماهانه از میانگین تعداد روزانه هر لکه خورشیدی محاسبه می شود. این عدد ماهانه لکه خورشیدی ماهانه توسط منابع رسمی منتشر می شود، به عنوان مثال: اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA). از آنجایی که اعداد ماهانه لکه های خورشیدی می توانند از یک ماه به ماه دیگر به میزان قابل توجهی نوسان داشته باشند، استخراج نقطه دقیق حداکثر خورشیدی از داده ها دشوار است. در عوض، روند طولانی تر لکه های خورشیدی از طریق ارزش هموارسازی ۱۳ ماهه بررسی می شود. این عدد برای یک ماه معین با در نظر گرفتن میانگین تعداد لکه های خورشیدی ماهانه از ۶ ماه قبل تا ۶ ماه بعد (کل ۱۳ ماه) محاسبه می شود. بنابراین، این مقدار هموارسازی شده فقط برای یک ماه معین، ۶ ماه بعد در دسترس است. حداکثر و حداقل خورشیدی به طور رسمی با نقاط بالا و پایین این منحنی هموار تعریف می شوند.

اگرچه این تعریف رسمی ماکزیمم خورشیدی است، اما همین اصطلاح به طور رسمی کمتر برای توصیف سال افزایش فعالیت در اطراف حداکثر خورشیدی خاص استفاده می‌شود.

حداکثر خورشیدی چه زمانی است

از آنجا که حداکثر خورشیدی با این اوج منحنی هموار ۱۳ ماهه تعریف می شود، حداکثر خورشیدی ممکن است در ماه با بیشترین تعداد لکه های خورشیدی رخ ندهد. با در نظر گرفتن چرخه خورشیدی ۲۴ به عنوان مثال، بیشترین تعداد لکه خورشیدی ماهانه در فوریه ۲۰۱۴ ثبت شد، اما حداکثر رسمی خورشیدی در ژوئن ۲۰۱۴ رسید.

در همین حال، در چرخه خورشیدی فعلی، ۲۵ ماه مه و ژوئن ۲۰۲۴ (اردیبهشت و تیر ۱۴۰۳) بیشترین تعداد لکه های خورشیدی ماهانه از سپتامبر ۲۰۲۲ را شاهد بودیم. ممکن است این ماه ها بالاترین تعداد لکه های خورشیدی ماهانه باشند که می بینیم، حتی اگر مقدار هموارسازی ۱۳ ماهه ( که حداکثر خورشیدی را تعریف می کند) برای چند ماه به افزایش خود ادامه می دهد. از طرف دیگر، این امکان نیز وجود دارد که در ماه های آینده تعداد لکه های خورشیدی بیشتر از ماه مه و ژوئن باشد.

جدیدترین تلاش‌های مدل‌سازی NOAA که از داده‌های لکه‌های خورشیدی موجود برای پیش‌بینی اوج چرخه خورشیدی استفاده می‌کند، حداکثر خورشیدی را بین ژوئیه ۲۰۲۴ (تیر ۱۴۰۳) تا تا ژانویه ۲۰۲۵ (دی ۱۴۰۳) تخمین می‌زند. با این حال، اگرچه اوج چرخه خورشیدی ممکن است قریب‌الوقوع باشد، مدتی طول خواهد کشید. فراتر از این بازه زمانی قبل از اینکه بتوانیم تأیید کنیم که حداکثر خورشیدی واقعاً چه زمانی رخ داده است. چرا این هست؟

در هر ماه مشخص، غیرممکن است که بدانید آیا در اوج چرخه خورشیدی هستید یا خیر. این به این دلیل است که شما هرگز نمی‌دانید که آیا فعالیت لکه‌های خورشیدی ماه بعد از فعالیت ماهی که در حال حاضر در آن هستید بیشتر خواهد شد یا خیر.

چرخه خورشیدی کنونی ما مثال خوبی از این موضوع را نشان می‌دهد، با اوج اولیه در ژوئن ۲۰۲۳، به دنبال آن چند ماه کاهش فعالیت لکه‌های خورشیدی تا تجدید فعالیت در آوریل/مه ۲۰۲۴. این اوج دو برابری در تعداد لکه‌های خورشیدی اغلب در خورشید تاریخی دیده می‌شود.

داده های چرخه، اما هرگز تضمین نشده است. در برخی موارد، یک یا دو سال کاهش مداوم تعداد لکه های خورشیدی لازم است تا با اطمینان بیان شود که اوج آن گذشته است. از آنجایی که این تحلیل روند از مقادیر لکه های خورشیدی هموار شده ۱۳ ماهه استفاده می کند، قبل از اینکه حتی نقطه داده را برای یک ماه معین داشته باشیم، ۶ ماه نیز باید در نظر گرفته شود.

با حداکثر انتظاری خورشیدی بین ژوئیه ۲۰۲۴ تا ژانویه ۲۰۲۵، به راحتی می توانیم به پایان سال ۲۰۲۵ یا ۲۰۲۶ برسیم قبل از اینکه بتوانیم با اطمینان بیان کنیم که حداکثر خورشیدی چه زمانی رخ داده است.