فعالیت خورشید زودتر از حد انتظار به اوج خود می‌رسد

به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری دانشجو؛ هر ۱۱ سال یا بیشتر، خورشید دوره‌هایی از فعالیت کم و زیاد خورشیدی را تجربه می‌کند که با میزان لکه‌های خورشیدی روی سطح آن مرتبط است. این مناطق تاریک، که برخی از آن‌ها می‌توانند به اندازه زمین یا بزرگتر برسند، توسط میدان‌های مغناطیسی قوی و دائما در حال تغییر خورشید، هدایت می‌شوند.

در طول یک چرخه خورشیدی، خورشید از یک دوره آرام به یک دوره شدید و فعال تبدیل می‌شود. در طول اوج فعالیت، که حداکثر خورشیدی نامیده می‌شود، قطب‌های مغناطیسی خورشید چرخش می‌کنند. سپس، خورشید در طول حداقل خورشیدی دوباره آرام خواهد شد.

در ابتدا، پیش‌بینی می‌شد که اوج فعالیت در جولای ۲۰۲۵ (تیرماه ۱۴۰۴) آغاز شود. اکنون، کارشناسان معتقدند که اوج چرخه‌ای به احتمال زیاد در اواسط تا اواخر سال ۲۰۲۴ (۱۴۰۳ شمسی) اتفاق می‌افتد.

افزایش فعالیت خورشیدی

چرخه خورشیدی فعلی که به عنوان چرخه خورشیدی ۲۵ شناخته می‌شود، بیش از انتظار پر از فعالیت بوده است.

"به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری دانشجو؛ هر ۱۱ سال یا بیشتر، خورشید دوره‌هایی از فعالیت کم و زیاد خورشیدی را تجربه می‌کند که با میزان لکه‌های خورشیدی روی سطح آن مرتبط است"دانشمندان مرکز پیش‌بینی هوای فضایی سازمان ملی اقیانوسی و جوی در بولدر، کلرادو، تاکنون تعداد لکه‌های خورشیدی بیشتری را نسبت به لکه‌های شمارش شده در اوج چرخه قبلی ردیابی کرده‌اند.

مارک میش، دانشمند پژوهشی در مرکز پیش‌بینی آب و هوای فضایی، می‌گوید: «هیچ دو چرخه خورشیدی یکسان نیستند. این حداکثر خورشیدی معادل آب و هوای فضایی فصل طوفان است. زمانی است که ما بزرگترین طوفان‌ها را می‌بینیم. اما برخلاف فصل طوفان که چند ماه طول می‌کشد، حداکثر خورشیدی چند سال طول می‌کشد.
این افزایش فعالیت همچنین شامل شعله‌های قوی خورشیدی و پرتاب جرم تاجی یا ابر‌های بزرگ گاز یونیزه به نام پلاسما و میدان‌های مغناطیسی است که از جو بیرونی خورشید فوران می‌کنند. طوفان‌های خورشیدی تولید شده توسط خورشید می‌توانند بر شبکه‌های برق، GPS و هوانوردی و ماهواره‌ها در مدار پایین زمین تأثیر بگذارند.

این رویداد‌ها همچنین باعث خاموشی رادیو و حتی خطراتی برای مأموریت‌های فضایی خدمه می‌شوند.
یک مثال معروف زمانی اتفاق افتاد که یک سری پرتاب جرم تاجی از خورشید در ۲۹ ژانویه ۲۰۲۲ (۹ بهمن ۱۴۰۰) فوران کرد و باعث گرم شدن و انبساط جو بیرونی زمین شد. این گسترش باعث شد ۳۸ ماهواره از ۴۹ ماهواره استارلینک که توسط اسپیس ایکس به فضا پرتاب شده بودند بسوزد. اما افزایش فعالیت غیرعادی نیست و تنها با نزدیک شدن به حداکثر خورشیدی ادامه خواهد داشت.

دکتر الکس یانگ، معاون مدیر علوم در بخش علوم هلیوفیزیک ناسا در مرکز پرواز فضایی گدارد در گرین‌بلت، مریلند، گفت: «این کاملاً طبیعی است. «آنچه که ما می‌بینیم در کل کاملاً مورد انتظار است. با نزدیک‌تر شدن به حداکثر خورشیدی، لکه‌های خورشیدی بیشتری را می‌بینید که به صورت توده‌ای ظاهر می‌شوند.

"در طول اوج فعالیت، که حداکثر خورشیدی نامیده می‌شود، قطب‌های مغناطیسی خورشید چرخش می‌کنند"این توده‌ها گاهی بزرگ‌تر می‌شوند و بیشتر دوام می‌آورند.»

با نزدیک شدن به حداکثر خورشیدی، توده‌های لکه‌های خورشیدی با فرکانس فزاینده‌ای تشکیل می‌شوند که منجر به افزایش فعالیت می‌شود.

میش گفت: «با وابستگی بیشتر به فناوری، شبکه‌های برق، ماهواره‌ها، هواپیما‌ها و GPS، تأثیرات آب و هوای فضا افزایش می‌یابد، زیرا این نوع سیستم‌ها تحت تأثیر طوفان‌های خورشیدی قرار می‌گیرند.» "اگرچه این چرخه خاص از دیدگاه خورشید چیز قابل توجهی نیست. "

پیش بینی اینکه خورشید چه خواهد کرد

پیش‌بینی‌های جدید برای حداکثر خورشیدی توسط اسکات مک‌اینتاش، معاون مرکز ملی تحقیقات جوی، و رابرت لیمون، دانشمند پژوهشی وابسته در موسسه هلیوفیزیک سیاره‌ای گدارد، همراه با همکارانشان انجام شد. این موسسه با همکاری دانشگاه مریلند، شهرستان بالتیمور، دانشگاه مریلند، کالج پارک و دانشگاه آمریکایی با ناسا است.

به‌جای ردیابی لکه‌های خورشیدی، محققان بر آنچه که «نابودگر» می‌گویند، تمرکز کرده اند، نقطه‌ای که فعالیت یک چرخه خورشیدی از سطح خورشید ناپدید می‌شود و به دنبال آن افزایش شدید فعالیت خورشیدی در چرخه جدید صورت می‌گیرد.

لکه‌های خورشیدی به عنوان سنگ اصلی پیش بینی چرخه خورشیدی در نظر گرفته می‌شوند، اما لیمون گفت که او و همکارانش بر این باورند که ردیابی فعالیت مغناطیسی که منجر به لکه‌های خورشیدی می‌شود می‌تواند پیش بینی‌های دقیق تری ارائه دهد. پس از رسیدن به حداکثر خورشیدی، فعالیت می‌تواند برای سال‌ها ادامه یابد.

لیمون گفت در واقع، تعداد شعله‌های خورشیدی پس از حداکثر به اوج خود می‌رسد. این افزایش در فاز افزایشی چرخه‌های خورشیدی زوج و در طول فاز کاهشی چرخه‌های فرد رخ می‌دهد.

او گفت: «اوج پیامد پس از "حداکثر" چند سال است، بنابراین بزرگترین تأثیرات در اینجا روی زمین پس از "حداکثر" رخ خواهد داد».

«آن موقع است که انتظار دارید بزرگترین آتش بازی را ببینید. حتی اگر لکه‌های خورشیدی کمتری وجود داشته باشد، بازده بیشتری دارند.»

میش گفت، در حالی که معمولاً حدود چهار سال طول می‌کشد تا شرایط از حداقل خورشیدی به حداکثر خورشیدی تبدیل شود، اوج ساده‌ای برای حداکثر وجود ندارد، زیرا خورشید بسیار متغیر است.

یانگ گفت، گاهی اوقات دو اوج در برخی از چرخه‌های خورشیدی رخ می‌دهد، زمانی که نیمکره شمالی و جنوبی خورشید هماهنگ نیستند. این می‌تواند زمانی اتفاق بیفتد که تعداد لکه‌های خورشیدی در یک نیمکره در زمان متفاوتی نسبت به نیمکره دیگر به اوج خود می‌رسد و باعث افزایش حداکثری می‌شود.

میش گفت که حداکثر خورشیدی می‌تواند حدود دو سال قبل از خاموش شدن چیز‌ها دوام بیاورد، به این معنی که احتمال طوفان‌های خورشیدی می‌تواند برای مدت طولانی‌تر از اوج واقعی باقی بماند.

شفق شمالی و جنوبی

با این حال، یک اثر جانبی مثبت‌تر افزایش فعالیت خورشیدی، شفق‌های قطبی است که در اطراف قطب‌های زمین می‌چرخند، به نام‌های شفق شمالی، جنوبی یا شفق قطبی شناخته می‌شوند.

زمانی که ذرات پرانرژی حاصل از پرتاب جرم تاجی به میدان مغناطیسی زمین می‌رسند، با گاز‌های موجود در جو تعامل می‌کنند تا نور‌های رنگی متفاوتی در آسمان ایجاد کنند.

طوفان‌های ژئومغناطیسی که توسط خورشید در ماه‌های فوریه و آوریل هدایت می‌شوند باعث شدند شفق‌های قطبی در مکان‌هایی که به ندرت دیده می‌شوند، از جمله تا جنوب نیومکزیکو، میسوری، کارولینای شمالی و کالیفرنیا در ایالات متحده، و جنوب شرقی انگلستان و سایر نقاط قابل مشاهده باشند. یانگ گفت، بسته به مکان، شفق‌های قطبی ممکن است همیشه در بالای سر ما قابل مشاهده نباشند، اما ممکن است نمایش رنگارنگی در افق ایجاد کنند.

ردیابی طوفان‌های خورشیدی

میش گفت، در حالی که محتمل‌ترین زمان وقوع طوفان‌های خورشیدی در حداکثر زمان است، اما می‌تواند در هر زمانی از چرخه رخ دهد.

تیم‌های مرکز پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی از داده‌های رصدخانه‌های زمینی و فضایی، نقشه‌های مغناطیسی سطح خورشید و مشاهدات فرابنفش اتمسفر بیرونی خورشید استفاده می‌کنند تا تعیین کنند که خورشید چه زمانی بیشتر احتمال دارد که شعله‌های خورشیدی، پرتاب‌های جرم تاجی و تاج را بفرستد. دیگر آب و هوای فضایی که می‌تواند بر روی زمین تأثیر بگذارد.

موادی که در طول پرتاب توده‌های تاجی با سرعت از خورشید دور می‌شوند می‌توانند بین ۳۰ تا ۷۲ ساعت پس از آن به زمین برسند و باعث ایجاد طوفان‌های ژئومغناطیسی شوند که بر ماهواره‌ها تأثیر می‌گذارند و جریان‌های الکتریکی در اتمسفر بالایی ایجاد می‌کنند که در زمین حرکت می‌کنند و می‌توانند بر انرژی الکتریکی تأثیر بگذارند.

"سپس، خورشید در طول حداقل خورشیدی دوباره آرام خواهد شد.در ابتدا، پیش‌بینی می‌شد که اوج فعالیت در جولای ۲۰۲۵ (تیرماه ۱۴۰۴) آغاز شود"

بر اساس تحقیقات سازمان زمین شناسی ایالات متحده، مناطق درست در شرق کوه‌های آپالاچی، در غرب میانه بالا و در شمال غرب اقیانوس آرام بیشتر مستعد اختلال در شبکه برق هستند، زیرا زمین بر اساس ترکیب آن جریان متفاوتی را در آن مناطق هدایت می‌کند.

این طوفان‌ها همچنین بر الگو‌های پرواز خطوط هوایی تجاری تأثیر می‌گذارد که به دلیل از دست دادن قابلیت‌های ارتباطی یا ناوبری، به آن‌ها دستور داده می‌شود در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی از قطب‌های زمین دور بمانند.

پیش‌بینی اینکه طوفان خورشیدی بزرگ بعدی چه زمانی روی زمین تأثیر خواهد گذاشت دشوار است. طوفان‌های شدید قبلاً رخ داده است، مانند طوفان‌هایی که شبکه برق را در کبک در سال ۱۹۸۹ (۱۳۶۷) خراب کرد و رویداد Carrington در سال ۱۸۵۹ (۱۲۳۷). طوفان دومی همچنان شدیدترین طوفان ژئومغناطیسی است که تاکنون ثبت شده است و باعث جرقه زدن و آتش گرفتن ایستگاه‌های تلگراف شده بود.

اگر چنین رویدادی امروز رخ دهد، می‌تواند تریلیون‌ها دلار خسارت به بار آورد و برخی از شبکه‌های برق را برای مدت قابل توجهی از بین ببرد.

مرتق گفت: ما نمی‌دانیم رویداد بزرگ بعدی چه زمانی رخ خواهد داد. این ممکن است چند هفته بعد یا ۵۰ سال آینده اتفاق بیفتد.

کشف اسرار باقی مانده از خورشید از طریق مأموریت‌هایی مانند کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا و مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا می‌تواند پیش بینی‌ها را بهبود بخشد؛ و دانشمندان فرصتی برای مطالعه خورشید در طول خورشید گرفتگی کامل در ۸ آوریل ۲۰۲۴ خواهند داشت.