توفان‌های خورشیدی از نزدیک

ظهور لکه غول‌آسای‌ای آر ۲۱۹۲ بر سطح خورشید در ماه اکتبر و نوابر ۲۰۱۴، هیجان زیادی را در زمین ایجاد کرده و از جمله انتشار شایعه تاریکی زمین که مرتبط با ظهور این لکه است.

رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا (Solar Dynamics Observatory) از سال ۲۰۱۰ در فضا خورشید را رصد می‌کند. جیمز تیرویت دریک (James Tyrwhitt-Drake) با استفاده از ۱۷ هزار تصویری که این رصدخانه از خورشید در طی روزهای اکتبر ۱۴ تا ۳۰ گرفته است، انیمیشنی ساخته است. تیرویت دریک با ادیت این ۱۷ هزار تصویر در کنار هم فیلمی ساخته است که در آن می‌توانید توفان‌های خورشیدی پانزده روز آخر ماه اکتبر را تماشا کنید. از جمله ویژگی این انیمیشن، نمایان شده لکه غول‌آسای ای‌آر ۲۱۹۲ بر سطح خورشید در این مدت است.

احسان سنایی پیش‌ازاین در بخش علمی رادیو زمانه دلیل به وجود آمدن لکه‌های خورشیدی در سطح خورشید را توضیح داده و تأکید کرده بود که "فیزیک «طوفان خورشیدی» با فیزیک «طوفان» های زمینی تفاوت دارد":

احسان سنایی - از آنجاکه خورشید، سطح صلب و جامدی ندارد تا عرض‌های جغرافیایی مختلف واقع در راستای یک نصف‌النهار آن، حرکت هماهنگی را به نمایش بگذارند (بلکه تشکیل شده از از توده‌های سیالی از گاز باردار و فشرده، موسوم به «پلاسما»)، نواحی‌ای از سطح خورشید که عرض جغرافیایی کمتری دارند (و به استوا نزدیک‌ترند)، همیشه در حال سبقت از سایر نواحی‌اند.

همین موضوع منجر به این می‌شود که خطوط مغناطیسی‌ای که سابقاً در راستای نصف‌النهار‌ها واقع بوده‌اند (همچون خطوط مغناطیسی پیرامون یک آهنربا)، تدریجاً در نواحی استوایی دچار «شکم‌دادگی» شوند. این شکم‌دادگی مغناطیسی، رفته‌رفته به‌واسطه‌ شتاب بیشتر پلاسمای خورشیدی در استوا، مثل یک قطره‌ افقی که در حال چکیدن باشد، رفته‌رفته راستای حرکت پلاسما در نواحی استوایی را دستخوش آشفتگی‌هایی می‌کند که ممکن است اساساً جریان همرفتی گاز (از جانب لایه‌های تحتانی خورشید) را در برخی نواحی متوقف کنند.

چنانچه چنین اتفاقی رخ بدهد، انرژی این نواحی، و به تبع آن دمایشان، به چیزی در حدود نصف انرژی و دمای مابقی سطح خورشید افت می‌کند. چنین اختلاف دمایی، منجر می‌شود به این‌که چنین مناطقی را به هیأت «لکه»‌هایی بر سطح خورشید ببینیم (هرچند که دمایشان به بالغ بر سه‌هزار درجه سانتیگراد می‌رسد). طی چند روز گذشته، لکه‌ای به قطر تقریبی دویست‌هزار کیلومتر (که رکورد ابعاد یک لکه‌ خورشیدی را در بیست سال گذشته شکسته)، بر سطح خورشید ظاهر شده است؛ اتفاقی که علاوه بر نمایش یکی از خشن‌ترین زیبایی‌های طبیعت، می‌توانسته انگیزه‌ای برای شایعه‌پردازان نیز بوده باشد.

اما ظهور چنین لکه‌هایی نشانه‌ چیست؟ 

ظهور لکه‌های خورشیدی، می‌تواند زمینه‌ساز وقوع زنجیره‌ای از پدیده‌های دیگری باشد که با «شراره»‌های خورشیدی شروع می‌شوند.

چنانچه جریان پلاسما در آشفتگی‌های مغناطیسی پیرامون لکه (‌ها) به حد کافی شدید باشد، انرژی آن از طریق رخدادی شبیه به یک قوس الکتریکی، می‌تواند ظرف مدت تنها چند ثانیه تا چند دقیقه، به فضا آزاد شود؛ پدیده‌ای که‌‌ همان «شراره» خورشیدی نام دارد. در نتیجهٔ این رخداد، مقادیر قابل توجهی پلاسما، به‌شکل جریان پرسرعتی از مواد باردار، به سمت محیط بین‌سیاره‌ای شلیک می‌شود. این جریان، اصطلاحاً «باد خورشیدی» نام دارد، که در معدود مواردی – بسته به سطح فعالیت‌های مغناطیسی خورشید – می‌تواند به «طوفان خورشیدی» هم بدل بشود.

بادهای خورشیدی، تمام سیارات منظومه شمسی را به درجات مختلفی – بسته به فاصله سیاره، و همچنین شدت میدان مغناطیسی پیرامون آن سیاره – متأثر از خود می‌سازند. لذا مقیاس وقوع یک باد خورشیدی فوق‌العاده بزرگ‌تر از آن است که یک کشور یا منطقه‌ای خاص را متأثر از خود سازد. (البته کشورهایی همچون کانادا که در محل فعلی یکی از قطبین مغناطیسی زمین جای دارند، می‌توانند تأثیر بیشتری از این وقایع بپذیرند؛ اما روی‌هم‌رفته طوفانی که بتواند این تأثیرات را پدید بیاورد، قطعاً نواحی دیگر زمین را هم به شیوه‌های غیرمستقیمی متأثر از خود خواهد ساخت).

به لطف میدان مغناطیسی نسبتاً قوی زمین، بادهای خورشیدی، پیش از رسیدن به سطح سیاره‌مان، منحرف می‌شوند. اما چنانچه شدت این باد‌ها، به تبع شدت فعالیت‌های مغناطیسی خورشید، بالا‌تر از حد معمول باشد، در منتهای مراتب، فقط امکان آسیب دیدن سامانه‌های الکتریکی ماهواره‌هایی که در مدار زمین واقع شده‌اند، وجود دارد. فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی هم در چنین شرایطی از انجام مأموریت‌هایی نظیر راهپیمایی فضایی منع می‌شوند.