با جابجایی همرفت به تلاطم میافتد، میدان مغناطیسی آن گاهی میشکند، دوباره پیوند برقرار میکند و سپس باز میشکند. این ستاره فورانهای انرژی به شکل فورانهای شدید و پلاسما به شکل خروج جرم تاجی منتشر میکند.
بیشتر این فعالیتها به اندازهای قوی نیستند که به ما آسیبی وارد کنند. اما هر از گاهی، خورشید با فورانی به اندازهای قدرتمند فوران میکند که میتواند آسیب جدی وارد کند. و ما نمیدانیم چنین رویدادهایی هر چند وقت یکبار رخ میدهند. برآوردهای پیشین، این احتمال را بین یک بار در هر قرن تا یک بار در هر هزار سال تخمین زدهاند.
اما یک مشکل داریم. تحلیل جدیدی از نرخ فوران ۵۶٬۴۰۰ ستاره شبیه خورشید نشان داده است که نرخ ابرفوران خورشید در پایینترین حد این بازه قرار دارد – یعنی یک بار در هر ۱۰۰ سال. اگر این حقیقت داشته باشد، ممکن است با مشکل بزرگی مواجه شویم، زیرا حتی رویداد معروف کرینگتون که در شهریور ۱۲۳۸ رخ داد، تنها ۱ درصد از قدرت یک ابرفوران را داشت.
«ما بسیار شگفتزده شدیم،» والری واسیلیِف، ستارهشناس از مؤسسه پژوهشی ماکس پلانک برای سیستم خورشیدی در آلمان، می گوید: «که ستارههای شبیه خورشید مستعد چنین ابرفورانهای مکرری هستند.»
تعیین اینکه خورشید هر چند وقت یکبار یک فوران عظیم تابشی ایجاد میکند آسان نیست. نمیتوانیم دقیقاً دکمه بازپخش را فشار دهیم. شواهدی از فعالیت خورشیدی در حلقههای درختان وجود دارد که میتواند به ما ایدهای بدهد – بزرگترین طوفانهای ایجاد شده توسط خورشید باعث افزایش کربن-۱۴ میشوند – و نیتروژن در یخهای قطبی، اما این دادهها ممکن است تصویر کاملی ارائه ندهند.
با جستجو برای ستارههای شبیه خورشید – کوتولههای زرد نوع G – و تلاش برای ثبت لحظه فوران برخی از آنها، محققان توانستند فرکانس رویدادهای بزرگ را تخمین بزنند. تنها یک مشکل وجود دارد: ما همیشه نمیتوانیم نرخ چرخش این ستارهها را به راحتی اندازهگیری کنیم، و از آنجا که چرخش ممکن است با فعالیت فوران مرتبط باشد، اطلاعات ما ناقص است.
واسیلیف و همکارانش با دو مشاهده وارد این پژوهش شدند: ستارههای شبیه خورشید با چرخش قابل اندازهگیری، معمولاً فعالتر از خورشید هستند. و ستارههایی که بیشترین شباهت را به خورشید دارند، دورههای چرخشی دارند که اندازهگیری آنها دشوار است.
آنها تصمیم گرفتند از این دو نکته استفاده کرده و نمونه بزرگی از ستارههای شبیه خورشید را بررسی کنند، با این شرط که ستارههایی با نرخ چرخش ناشناخته، اما با سایر ویژگیهای مشابه خورشید – مانند روشنایی و دما – را شامل کنند.
آنها همچنین ستارههای شبیه خورشید با دورههای چرخش کوتاهتر از ۲۰ روز را حذف کردند (دوره چرخش خورشید ۲۵ روز است). این به این دلیل است که چرخش ستارهای به تدریج با افزایش سن خورشید کاهش مییابد؛ بنابراین ستارههای جوانتر نرخ چرخش سریعتری دارند. و ستارههای جوانتر، فعالتر از ستارههای پیرتر مشابه هستند.
آنها توانستند نمونهای از ۵۶٬۴۵۰ ستاره شبیه خورشید گردآوری کرده و ۲٬۸۸۹ ابرفوران را بر روی ۲٬۵۲۷ ستاره مشاهده کنند. این معادل نرخ ابرفوران حدود یک بار در هر ۱۰۰ سال است.
پس وضعیت خورشید چیست؟ هنوز نمیدانیم. میدانیم که میتواند فورانهای شگفتانگیزی داشته باشد. رویداد کرینگتون شامل هم فورانی خورشیدی و هم خروج جرم تاجی بود که طوفانی قدرتمند در میدان مغناطیسی زمین ایجاد کرد؛ این خروج جرم تاجی بود که بیشترین آسیب را وارد کرد.
این به این دلیل است که خروج جرم تاجی میتواند جریانهایی ایجاد کند که سپس در امتداد زمین حرکت کرده و زیرساختها را مختل یا بیش از حد بارگذاری کند. رویداد کرینگتون سیستمهای تلگراف در سراسر جهان را از کار انداخت و برخی شبکههای بیش از حد بارگذاری شده باعث آتشسوزی شدند. همچنین طوفان ژئومغناطیسی بزرگی در سال ۱۳۶۷ رخ داد که چندین شبکه برق را تحت تأثیر قرار داد و باعث خاموشی شد.
دانشمندان در حلقههای درختان ۹ رویداد طوفانی ژئومغناطیسی قویتر از رویداد کرینگتون را در ۱۵٬۰۰۰ سال گذشته شناسایی کردهاند که به رویدادهای «میاکه» معروف هستند. جدیدترین مورد مربوط به سال ۱۵۲ هجری شمسی است. برآورد میشود که رویدادهای میاکه هر ۱٬۰۰۰ سال یا همین حدود رخ دهند. اما هر فوران خورشیدی همراه با خروج جرم تاجی نیست.
«مشخص نیست که آیا فورانهای غولپیکر همیشه با خروج جرم تاجی همراه هستند و رابطه بین ابرفورانها و رویدادهای شدید ذرات خورشیدی چیست،» ایلیا اوسوسکین، اخترفیزیکدان از دانشگاه اولو در فنلاند توضیح می دهد: «این موضوع به بررسیهای بیشتری نیاز دارد.»
فورانهای خورشیدی نیز بدون اثر نیستند؛ آنها میتوانند به طور موقت ارتباطات رادیویی با فرکانس بالا را با تغییر چگالی یونوسفر که امواج رادیویی از آن انکسار مییابند، مختل کنند. با این حال، از آنجایی که بزرگترین طوفانهای ژئومغناطیسی ثبتشده شامل فوران خورشیدی و خروج جرم تاجی بودهاند، نگرانی درباره فعالیت احتمالی ابرفوران خورشیدی منطقی است.
از آنجا که مؤثرترین دفاع در برابر یک طوفان ژئومغناطیسی بزرگ، پیشبینی دقیق است، این پژوهش نشان میدهد که باید درک بهتری از نحوه عملکرد خورشید به دست آوریم.
«دادههای جدید یادآوری واضحی هستند که حتی شدیدترین رویدادهای خورشیدی بخشی از طبیعت خورشید هستند،» ناتالی کریووا، اخترفیزیکدان از مؤسسه پژوهشی ماکس پلانک برای سیستم خورشیدی میگوید.
