طوفان‌های خورشیدی چیستند و چرا ایجاد می‌شوند؟

0

فابیو پاکوچی: در ۱ سپتامبر ۱۸۵۹ معدنچیانی که به دنبال طلا در کلرادو بودند، از خواب بیدار شدند به یک روز آفتابی دیگه. یا اینطور فکر می‌کردند. در کمال تعجب، آنها به زودی متوجه شدند که در واقع ساعت ۱ بامداد است. و آسمان توسط خورشید روشن نشده بود، بلکه با پرده‌های درخشان نور بود. درخشش شعله ور را می‌شد تا دوردست‌ها از کارائیب دید، مردم بسیاری از مناطق تصور کردند که شهرهای مجاور آتش گرفته‌اند اما علت واقعی چیزی که به عنوان رویداد کارینگتون شناخته می‌شود یک طوفان خورشیدی بود – بزرگترین طوفان در تاریخ ثبت شده.

طوفان‌های خورشیدی یکی از بسیار پدیده‌های اخترفیزیکی هستند که توسط میدان‌های مغناطیسی ایجاد می‌شوند. این میدان‌ها توسط حرکات ذرات باردار الکتریکی ایجاد می‌شوند. مانند پروتون‌ها و الکترون‌ها. به عنوان مثال، میدان مغناطیسی زمین توسط فلزات مذاب باردار ایجاد می‌شود که در هسته بیرونی سیاره در گردش است. به طور مشابه، میدان مغناطیسی خورشید توسط حرکات همرفتی بزرگ در پلاسمایی که ستاره را تشکیل می‌دهد ایجاد می‌شود. همانطور که این پلاسما به آرامی می‌چرخد، مناطقی با فعالیت مغناطیسی شدید به نام لکه‌های خورشیدی ایجاد می‌کند. میدان‌های مغناطیسی که در مجاورت این نواحی قرار دارند اغلب پیچ خورده و کشیده می‌شوند. و هنگامی که آنها بیش از حد کشیده می‌شوند، به پیکربندی‌های ساده‌تری وارد می‌شوند، انرژی آزاد می‌کند که پلاسما را از سطح خورشید پرتاب می‌کند. این انفجارها به عنوان پرتاب جرم تاج شناخته می‌شوند.

پلاسما که بیشتراز پروتون والکترون ساخته شده است به سرعت شتاب می‌گیرد، و به سرعت به هزاران کیلومتر در ثانیه می‌رسد. یک پرتاب جرم تاجی معمولی فاصله بین خورشید و زمین را پوشش می‌دهد فقط در چند روز، جریان در امتداد میدان مغناطیسی که در منظومه شمسی نفوذ می‌کند. و آنهایی که از مسیر زمین عبور می‌کنند به سمت خطوط میدان مغناطیسی آن کشیده می‌شوند، به درون جو اطراف قطب های مغناطیسی سیاره سقوط می‌کند. این موج جزر و مدی ذرات پرانرژی اتم‌های جو را تحریک می‌کند مانند اکسیژن و نیتروژن، باعث می‌شود آنها به سرعت فوتون‌ها را در سطوح مختلف انرژی دفع کنند. نتیجه یک نمایش نوری باشکوه است که ما آن را شفق‌های قطبی می‌شناسیم و در حالی که این پدیده معمولاً فقط در نزدیکی قطب‌های زمین قابل مشاهده است طوفان‌های خورشیدی قوی می‌توانند ذرات کافی انرژی بالا به همراه داشته باشند تا بخش‌های بزرگی از آسمان را روشن کند.

میدان‌های مغناطیسی در منظومه شمسی ما چیزی نیستند در مقایسه با آنهایی که در اعماق فضا یافت می‌شوند. برخی از ستارگان نوترونی میدان‌هایی ۱۰۰ میلیارد برابر قوی‌تر ایجاد می‌کنند نسبت به لکه‌های خورشیدی ومیدان مغناطیسی اطراف سیاهچاله‌های پرجرم جت‌های گازی را که هزاران سال نوری امتداد دارند را بیرون می‌کند. اگر چه درزمین حتی طوفانهای خورشیدی ضعیف نیزمی‌توانند به طرزشگفت آوری خطرناک باشند. در حالی که طوفان‌هایی که به ما می‌رسد به طور کلی برای انسان‌ها بی‌ضرر هستند، ذرات پرانرژی که به درون جو سقوط می‌کنند میدان‌های مغناطیسی ثانویه ایجاد می‌کنند، که به نوبه خود جریانهای سرکشی تولید می‌کند که تجهیزات الکتریکی را اتصال کوتاه می‌کند. در طی رویداد کارینگتون تنها فناوری الکتریکی گسترده تلگراف بود. اما از آن زمان، ما فقط به سیستم‌های الکتریکی وابسته شده‌ایم. در سال ۱۹۲۱ طوفان خورشیدی قدرتمند دیگری باعث ایجاد احتراق تلفن و تجهیزات تلگراف در سراسر جهان شد. در نیویورک، کل سیستم راه آهن تعطیل شد و آتش‌سوزی در ساختمان کنترل مرکزی رخ داد. طوفان‌های نسبتا ضعیف در سال‌های ۱۹۸۹ و ۲۰۰۳ مناطقی از شبکه برق کانادا را خاموش کرد و به چندین ماهواره آسیب رساند. اگر امروز با طوفانی به قدرتمندی رویداد کارینگتون برخورد می‌کردیم، می‌تواند سیاره به هم پیوسته و برق‌دار ما را ویران کند.

خوشبختانه ما بی‌دفاع نیستیم. پس از قرن‌ها مشاهده لکه‌های خورشیدی، محققان فعالیت مغناطیسی معمول خورشید را آموخته‌اند یک چرخه ۱۱ ساله را دنبال می‌کند، به ما دریچه‌ای می‌دهد که طوفان‌های خورشیدی چه زمانی به احتمال زیاد رخ می‌دهند. و از آنجایی که توانایی ما برای پیش بینی آب و هوا بهبود یافته است، اقدامات کاهشی ما نیز همینطور است. شبکه‌های برق را می‌توان در برابر پیشروی یک طوفان خورشیدی قطع کرد، در حالی که می‌توان خازن‌هایی را برای جذب هجوم ناگهانی انرژی نصب کرد. بسیاری از ماهواره‌ها و فضاپیماهای مدرن مجهز به محافظ ویژه هستند برای جذب تاثیر طوفان خورشیدی اما حتی با وجود این حفاظت‌ها، سخت است که بگوییم فناوری ما در رویداد بزرگ بعدی چگونه پیش خواهد رفت. این امکان وجود دارد که فقط شفق در بالای سرمان باقی بماند تا مسیر رو به جلو را روشن کند.

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.