خورشید: فعالیت بیش از حد انتظار و تأثیرات آن بر زمین

از دور، خورشید در آسمان روز ما آرام و آرام به نظر می رسد. اما از نزدیک، این یک نمایش فوران و آشفته از فعالیت خورشیدی است که اخترفیزیکدانان تا سال گذشته انتظارش را نداشتند.

اندرو جرارد، رئیس بخش و مدیر مرکز تحقیقات خورشیدی-زمینی در موسسه فناوری نیوجرسی، به بیزینس اینسایدر گفت: ‘فکر نمی‌کردیم خورشید در این چرخه خاص فعال باشد، اما مشاهدات کاملاً مخالف هستند.’

چرخه های خورشیدی معمولا هر ۱۱ سال یکبار اتفاق می افتد. در این مدت، خورشید از حداقل به حداکثر فعالیت خورشیدی در نوسان است، با حداکثر فعالیت در اواسط چرخه زمانی که میدان های مغناطیسی خورشید چرخش می کنند.

آخرین چرخه خورشیدی از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۹ بود. ما اکنون در میانه چرخه خورشیدی فعلی هستیم و به حداکثر فعالیت مغناطیسی نزدیک می شویم.

افزایش فعالیت مغناطیسی خورشیدی که در چند سال گذشته در حال رشد بوده است، آنقدر قوی است که انرژی را از اعماق خورشید خفه می کند و از رسیدن آن به سطح جلوگیری می کند. این باعث می‌شود که حفره‌های خنک‌تری روی سطح خورشید ایجاد شود که به صورت لکه‌های تیره ظاهر می‌شوند که به لکه‌های خورشیدی معروف هستند.

دانشمندانی مانند جرارد می توانند با شمارش لکه های خورشیدی، ایده ای از سطوح فعالیت خورشیدی به دست آورند. آنها در طول یک سال گذشته به رکورد بالایی رسیده اند.

در اوایل این ماه، NOAA گزارش داد که مشاهدات اولیه ۲۹۹ لکه خورشیدی را پیدا کرده است که همگی در عرض ۲۴ ساعت ظاهر شدند – بالاترین رکورد روزانه لکه های خورشیدی در بیش از ۲۲ سال در صورت تایید.

ردیابی لکه های خورشیدی بسیار مهم است زیرا آنها برای شعله های خورشیدی قدرتمند کلاس X و فوران های عظیم به نام پرتاب جرم تاجی در نقطه صفر قرار دارند. اینها می توانند زمین را تهدید کنند و باعث خاموشی رادیو و قطع شبکه برق شوند، ناوبری GPS را مختل کنند و حتی باعث سقوط ماهواره ها از فضا شوند.

الکس جیمز، فیزیکدان خورشیدی در دانشگاه کالج لندن، از طریق ایمیل به Business Insider گفت: همه لکه‌های خورشیدی فوران ایجاد نمی‌کنند و در صورت وقوع، همه فوران‌ها خطری ایجاد نمی‌کنند زیرا ممکن است زمین را از دست بدهند.

جیمز گفت، با این حال، یادگیری پیش‌بینی طوفان‌های خورشیدی پیش از موعد، زمینه مهمی از تحقیقات در حال انجام است، زیرا می‌تواند به ما زمان بیشتری برای آماده‌سازی بدهد.

فعالیت شگفت‌انگیز خورشید: فراتر از تصورات ما

شعله‌های خورشیدی کلاس X و پرتاب‌های جرم تاجی برای تماشا بسیار زیبا هستند. اما وقتی می ترکند، ذرات پرانرژی را با سرعتی بیش از ۱۰۰۰ مایل در ساعت به فضا پرتاب می کنند. اگر زمین در راه باشد، این احتمال وجود دارد که آن ذرات بتوانند با میدان مغناطیسی سیاره ما و جو فوقانی تعامل کنند و باعث ایجاد طوفان های ژئومغناطیسی شوند.

طوفان های ژئومغناطیسی می توانند جرقه های شفق قطبی و شفق قطبی استرالیا – شفق شمالی و جنوبی را برانگیزند. این نمایشگرهای رنگارنگ در ایالت هایی مانند تگزاس و کلرادو بیشتر از حد معمول در جنوب خودنمایی می کنند. این به دلیل افزایش فعالیت خورشید است.

جرارد گفت، اما آن ذرات پرانرژی نیز مانند گرملین‌های کوچکی هستند که می‌توانند باعث ایجاد انواع ضرب و شتم در انتشارات رادیویی با فرکانس بالا شوند که ارتش، خطوط هوایی و سیستم‌های GPS به آنها متکی هستند.

از ژانویه، طوفان های ژئومغناطیسی باعث خاموشی رادیو در چهار قاره آمریکای شمالی و جنوبی، اروپا و آفریقا شده است.

این می تواند باعث شود GPS شما به طور موقت فعال شود. همچنین می تواند منجر به قطع برق و همچنین پروازهای زمینی و تاخیر در پرواز شود زیرا اداره هوانوردی فدرال به هواپیماها اجازه پرواز بدون ارتباطات رادیویی و ماهواره ای را نمی دهد.

نگرانی دیگر فضاپیماها است. جرارد می‌گوید: «اگر یک پرتاب جرم تاجی وجود داشته باشد، و اگر آن ماده به زمین برسد، چگالی در جو فوقانی زمین بیشتر می‌شود.» و این کشش بیشتری را ایجاد می‌کند و کشش بیشتر فضاپیما را پایین می‌آورد.»

در فوریه ۲۰۲۲، یک طوفان ژئومغناطیسی منجر به سقوط ۳۸ ماهواره Starlink از مدار شد. ماهواره ها در مداری پایین تر و انتقالی قرار داشتند و هنوز به مقصد نهایی خود نرسیده بودند.

دانشمندان گمان می کنند که مدار پایین با یک طوفان جغرافیایی ترکیب شده و باعث سقوط آنها از فضا و سوختن در جو زمین شده است.

و در ماه مه گذشته، بزرگترین طوفان ژئومغناطیسی که در دو دهه اخیر به زمین رسید، منجر به کاهش خدمات Starlink شد. در طول آن طوفان هیچ ماهواره ای از مدار خارج نشد.

خورشید به سمت حداکثر فعالیت خورشیدی در حال حرکت است

انتظار می رود فعالیت خورشید تا رسیدن به اوج فعالیت که دانشمندان آن را حداکثر خورشیدی می نامند به افزایش خود ادامه دهد.

جیمز گفت: «پیش‌بینی‌های کنونی نشان می‌دهد که حداکثر خورشیدی در نیمه دوم سال ۲۰۲۵ رخ می‌دهد، اما ما واقعاً زمانی می‌دانیم که حداکثر واقعی پس از شروع دوباره کاهش فعالیت‌ها رخ دهد.»

متیو اونز، استاد فیزیک فضایی در دانشگاه ریدینگ، از طریق ایمیل به BI گفت: اگرچه پیش بینی می شود حداکثر خورشیدی این چرخه قوی تر از آن چیزی باشد که دانشمندان در ابتدا پیش بینی می کردند، اما در یک زمینه تاریخی تر نسبتاً متوسط ​​به نظر می رسد.

جیمز گفت، با این حال، به‌دلیل وابستگی فزاینده‌مان به فناوری ماهواره، اکنون بیش از هر زمان دیگری مستعد تأثیرات حداکثر خورشیدی هستیم.