زمین، سیارات، کرات و کل سامانه (منظومه) شمسی وابسته به خورشید است. خورشید، ستاره‌ای عظیم در مرکز سامانه، کره‌ای است ساخته شده از پلاسمای داغ و دارای میدان مغناطیسی بزرگ در میانه آن. منبع گرما و نور و البته حیات زمین.

خورشید دارای فعالیتها و فعل و انفعالات زیادی می‌باشد که بر روی کل منظومه و زمین تأثیر گذار است. فعالیتهایی مفید، اما گاهی ترسناک!

  

 

 

 توفان خورشیدی. توفان خورشیدی واژه ترسناکیست...! اما به راستی توفانهای خورشیدی چه هستند و واقعاً هولناکند؟

 

توفان خورشیدی چیست و چگونه بوجود می آید؟

سرچشمه تغییرات آب و هوای فضا خورشید است. خورشیدی که در حال فعالیت است. یکی از نتایج این فعالیتها، بادهای خورشیدی است. تغییراتی که گاه بوسیله فورانهای عظیم (مانند انفجاری از نور و پرتوهای رادیویی) و گاه با یک ابر بزرگ و غول پیکر حاوی مواد خورشیدی (یا فوران تاج خورشیدی - CME) بروز می‌کند.

توفان پرتوهای خورشیدی، ( یا ذرات پر انرژی خورشید – SEP )، به پدیده‌ای اطلاق می‌شود که طی آن جریانی شدید از تابش پرتوهای خورشید در فضا پرتاب می‌شود. پرتوهایی حاوی پروتون، الکترون، هلیوم و ذرات باردار بسیار پر انرژی که با سرعتی بین 200 تا نزدیک هزار کیلومتر بر ثانیه در فضای بین سیارات پخش می‌شوند. به هر میزان که هیلوم موجود در این پرتوها بیشتر باشد، سرعت این بادها نیز بیشتر می‌شود.

این فعل و انفعالات در اثر فعالیتهای سطح خورشید ایجاد می‌شود. (به نوعی در سطح خورشید نوعی انفجار روی میدهد و اینگونه ذرات به فضا پرتاب می‌شود) چرخه اینگونه فعالیتها  تقریباً هر یازده سال یکبار اتفاق می‌افتد. در اصل تابش و پرتاب این پروتوها و ذرات همیشه وجود دارد، فقط شدت آن در دوره‌های 11 ساله خورشیدی زیاد می‌شود. در واقع هر یازده سال خورشید میدان مغناطیسی خودش را تغییر می‌دهد که با هر بار انجام آن، انرژی بسیار زیادی از خود آزاد می‌کند.

در این بازه زمانی، خورشید ابتدا فعالیت کمی دارد، اما به تدریج بر این فعالیت افزوده شده و در نهایت با بیشترین فعالیت خود، باعث بروز بادها و توفانهای خورشیدی می‌شود.

شدت و بـزرگی تـوفـانهای خـورشیدی را از S1 ، کمترین میـزان تا S5 بیشترین شـدت و قـدرت اندازه‌گیری می‌کنند. این رده‌بندی و اندازه‌گیری بر پایه مقدار ذرات پر انرژی و پر شتابی است که از فضایی مشخص از جو می‌گذرند.

جو و اطراف زمین سپر و مانعی مقابل تابشها و پرتوهای خورشیدی است. در حقیقت دور تا دور زمین را دو کمربند عظیم بطور همیشگی پوشش داده‌اند. (کمربندهایی شبیه حلقه، یا پیراشکی) این کمربند بوسیله جیمز وان آلن (J.Van Allen دانشمند علوم فضایی آمریکا که در سال 2006 جهان را وداع گفته است) کشف شد و به افتخارش نام این کمربند را کمربند وان آلن نامیده‌اند. این کمربند تشعشعی از تراکم پر فشار الکترونها و پروتون‌های پر انرژی ایجاد شده که در دو منطقه هلالی شکل در فاصله های 3200 و 16000 کیلومتری سطح زمین واقع شده‌اند. و توسط میدانهای مغناطیسی زمین، کره ما را احاطه کرده‌اند.

این کمربند ذرات و پرتوهای کیهانی مضر (که برای زمین و ساکنان آن خطرناک و مرگبار هستند) که به سوی زمین می‌آیند را جذب می‌کند. در صورتی که این کمربند وجود نداشت، اثری از حیات نیز در زمین پیدا نبود.

پرتوها و تابشهای ناشی از توفانهای خورشید نیز بوسیله همین کمربند جذب می‌شوند.

 

در برخورد توفانها با زمین چه اتفاقی می افتد؟

همانطور که گفته شد زمین دارای کمربندی تشعشعی است که در مقابل این پرتوها همچون مانع قرار می‌گیرد. توفانهای خورشیدی بخاطر وجود آن آسیبی به ساکنین زمین نمی‌رسانند. سرنشینان هواپیماها و فضاپیماهایی که درون مغناط‌کره زمین هستند نیز آسیبی نمی‌بینند. اما مسافران فضایی از تهدیدها مصون نیستند.

تعریف مِغناط‌کُره: یک منقطه مغناطیسی که دور تا دور یک جرم فضایی را احاطه کرده باشد. زمین و سیارات دیگر (که دارای هسته مذاب فلزی باشند) دارای مغناط‌کره هستند. مغناط‌کره یا مَگنِتوسفِر وقتی تشکیل می‌شود که جریانی از ذرات باردار (مثل بادهای خورشیدی) با برخورد به میدان مغناطیسی یک جسم (مثل سیاره) منحرف شوند. در اصل میدان مغناطیسی جرم، سرعت ذرات را کم کرده و آن را منحرف می‌کند و باعث فشردگی میدان مغناطیسی می‌شود. تصویر زیر مغناط‌کره به دور زمین را نشان می‌دهد:

 

 

 

در حقیقت بدون وجود مغناط کرده، بادهای خورشیدی زمینی باقی نمیگذاشت!


در برخورد توفانها و بادها با پیرامون زمین، توفانهای ژئومغناطیسی پدید می‌آیند. یعنی وقتی که مغناط‌کره و اطراف زمین دستخوش تغییرات زیاد و پی در پی قرار بگیرد، این توفان ایجاد می‌شود. در این زمان است که میدانهای مغناطیسی به طور پیاپی تغییر آرایش و تراز می‌دهند و انرژی به سرعت از یک منطقه به منطقه‌ی دیگر می‌رقصد و جابجا می‌شود.

توفان‌های ژئومغناطیسی زمانی رخ می‌دهند که گونه‌ای خاص از CME یا فوران تاج خورشیدی، در بازه‌ای طولانی از زمان با محیط بیرون از مغناطکره تماس داشته باشد. مواد خورشیدی موجود در CME به همراه مجموعه میدان‌های مغناطیسی خودش حرکت می‌کند. اگر این میدان ها رو به شمال باشند، با میدانهای مغناطکره‌ی زمین هم تراز می‌شوند و انرژی و ذرات به آسانی در اطراف زمین می‌لغزند، و این باعث تغییراتی کوچک می‌شود. ولی اگر میدان های مغناطیسی درونCME  رو به جنوب و در خلاف جهت میدان‌های زمین باشند، اثرشان می‌تواند چشمگیر و قابل توجه شود. میدانهای مغناطیسی خورشید بیرونی‌ترین لایه‌های میدان‌های زمین را می‌کَنَد و لخت می‌کند و کل شکل مغناطکره را تغییر می‌دهد. این گام آغازین یک توفان ژئومغناطیسی است.

گام بعدی، گام یا مرحله‌ی اصلی است که می‌تواند چند ساعت یا چند روز به طول بیانجامد و طی آن، ذرات باردار با جابجایی در مغناطکره، انرژی بیشتری می‌گیرند و به سرعت بالاتری دست می‌یابند. این ذرات بیشتر و بیشتر به سمت زمین نفوذ می‌کنند. افزایش این پرتوها و رسیدن آن ها به ارتفاع های پایین تر می‌تواند به آسیب دیدن ماهواره‌هایی که دور زمین می‌گردند نیز بیانجامد.

گـام پـایـانــی یـک توفان ژئـومغنـاطیسی تا بــازگـشت مغنـاط‌کـره به حــالت اولــیه چنـد روز به طــول می‌انجامد.

پرتوها و بادهای قدرتمند خورشیدی می‌توانند مناطقی که امواج رادیویی بسامد بالا در آن حرکت می‌کنند را دچار آشوب کنند. (میزان بالا و پایین رفتن موج را بسامد گویند)

در شدیدترین حالت، این پرتوها می‌توانند به کلی باعث قطع تماسهای رادیویی بسامد بالا شوند یا به سامانه‌های الکترونیکی، حافظه و دستگاههای تصویر‌برداری ماهواره‌ها آسیب برسانند. و هم اینکه فضا نوردان بیرون از مغناط‌کره زمین را دچار مسمومیت تابشی کنند.

این توفانها روی مدارها و سامانه‌های مخابراتی ماهواره‌ها اثر‌گذارند. به طوری که باعث تغییر مسیر حرکت ماهواره ها شده و سامانه مخابراتی ماهواره‌ها را نیز مختل می‌کنند. طبق تحقیقات، ماهواره‌ها در مقابل اینگونه پرتوها مقاومند، اما در برابر توفانهای خورشیدی عظیم، نمی‌توانند تاب بیاورند.

تمام تغییرات ناشی از برخورد پرتوها به زمین غیر قابل پیش بینی‌اند. در حقیقت زمان وقوع این رخدادها به وضوح مشخص نیست. تنهاراه موجود که دانشمندان می‌توانند رخدادها را پیش‌بینی کنند این است که وقتی لکه‌های خورشیدی در یک محل جمع می‌شوند، معلوم می‌شود که خطوط میدان مغناطیسی که به روی آنها قرار دارد یکدیگر را قطع خواهند کرد. که در نهایت شراره خورشیدی اتفاق می‌افتد. بنابراین با توجه به فاصله زمین تا خورشید (نزدیک به 150 میلیون کیلومتر مربع) دو روز قبل و 42 ساعت بعد امکان در امان ماندن از این وضعیت وجود دارد.

لکه‌های خورشیدی: مناطقی در سطح خورشید که بوسیله فعالیتهای شدید مغناطیسی بوجود می‌آیند و مانع انتقال گرما می‌شوند. دمای آن مناطق از اطرافشان کمتر است. میدان مغناطیسی در این مناطق بسیار قوی است و موجب سردتر شدن این مناطق می‌شود. این مناطق از روی زمین حتی بدون تلسکوپ نیز قابل مشاهده هستند که بصورت لکه‌هایی تیره بر روی خورشید مشاهده می‌شوند. البته گرمای این مناطق بین 3000 تا 4500 کلوین است (کلوین یک واحد برای اندازه‌گیری دماست که به احترام و افتخار فیزیکدان اهل ایرلند شمالی، ویلیام تامسون لرد کلوین نامگذاری شده است). مناطقی مرکب از گازهای سردتر از گازهای اطرافشان. تفاوت آن با دمای اطرافش آنها را تیره نشان می‌دهد. توفانهای خورشیدی در نتیجه فعالیتهای مغناطیسی اطراف لکه‌ها است.

 

 

 

مطالعات و مشاهدات نشان می‌دهند که شدت میدان مغناطیسی خورشید در لکه‌های خورشیدی (نقاط تاریک بر سطح خورشید که دمایشان از دمای سایر نقاط سطح خورشید کمتر است و کمتر تابش می‌کنند) تقریبا هزار برابر شدت میدان مغناطیسی در سایر نقاط است. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که اختلالات میدان مغناطیسی خورشید عامل شکل گیری لکه‌ها است.

تعداد لکه‌های سطح خورشید به طور متناوب تغییر می‌کند. تعداد لکه‌ها تقریبا هر 11 سال به بیشترین حد خود میرسد.. این دوره 11 ساله را چرخه لکه خورشیدی می‌نامند.

زمانی که تعداد لکه‌های خورشیدی در بیشترین حالت است فعالیت سطح خورشید بیشتر است، در این حالت خورشید را خورشید فعال می‌نامند. برعکس هنگامی که تعداد لکه‌های خورشیدی در کمترین حالت است فعالیت خورشید کاهش پیدا می‌کند و خورشید آرام است.

لکه ها در سال 1610 میلادی بوسیله گالیله کشف شدند. آنها دارای دو قسمت اصلی داخلی یا سایه (قسمت تیره‌تر) و نیمه تاریک یا نیم سایه (قسمت روشن‌تر) تشکیل شده اند. البته لکه های کوچکتری هم وجود دارد که فاقد سایه هستند.

  

 

  

توفان خورشیدی خطرناک یا بی ضرر؟

در اینکه توفانهای خورشیدی اثرات بسیاری بر فضا و جهان پیرامون ما می‌گذارند شکی وجود ندارد. در اینکه آنها سهمگینند و کمی ترسناک نیز هم! تحقیقاتی هم در بسیاری نقاط انجام شده که نتایجی جالب توجه دارد:

- خودکشی هنگام بروز این توفانها افزایش چشمگیری دارد.

- موارد حملات قلبی در افراد سالمند بیشتر از 10% افزایش می یابد.

- تأثیر منفی و مضر این توفانها بر احساسات و وضعیت روحی و جسمی انسان زیاد است.

3 مورد بالا تحقیقاتی هستند که نتایج قطعی به همراه نداشته‌اند.

اما طبق تحقیقات دانشمندان و محققان، تأثیر سوء بر انسان ندارند و هیچ ضرری متوجه انسان نیست. زمین محافظ ماست...

 

رابطه توفانها و شفق های قطبی

سرعت بالا، نکته حایز اهمیت توفانها و پرتوهای خورشیدی و ذرات باردار است. اکثر این ذرات در کمربند تشعشعی جذب می‌شوند اما مقداری از آنها که دارای سرعت بالایی هستند از کمربند رد شده و به زمین می‌رسند.

زیبایی و چشم نوازی شفق های قطبی بر هیچکس پوشیده نیست. سپیده دم، آسمان پر شود از رنگهای زیبا و منحنی شکلی که تماشایش از رسانه‌ها هم به اندازه کافی شور و شعف دارد!

 

 

 

داستان‌سرایی و افسانه‌های زیادی در مورد این پدیده، و دلایل ظهور آن ساخته شده است. مثلاً مردمان قطبی اعتقاد داشته‌اند این نورها محل زندگانی ارواح گذشتگان است (کارتون برادر خرس رو که دیدین؟!)

اما دلیل ایجاد این رنگهای زیبا در آسمان، به خورشید ربط دارد و لکه های آن و همین توفانها، بادها و ذرات موجود در آنها.

چرخه لکه خورشیدی رابطه نزدیکی با شفق قطبی دارد: شدت شفق قطبی هم مانند تعداد لکه‌های خورشیدی تقریبا هر سال یک‌بار ماکزیمم می‌شود. با مقایسه نمودار فراوانی لکه‌های خورشیدی و شفق قطبی می‌توان به هم‌زمان بودن مینیمم و ماکزیمم‌شان پی برد بنابراین دیگر تردیدی در دخالت خورشید در شفق قطبی باقی نمی‌ماند.

خورشید به طور پیوسته جریانی از پلاسمای (گازی تشکیل شده از ذرات باردار مانند الکترون و پروتون. همان باد خورشیدی) داغ و رقیق را در منظومه شمسی می پراکند. به نوعی زمین در میان پلاسما غوطه ور است.

با برخورد این ذرات باردار به مولکول ها و ذرات جو و اطراف زمین، مولکول های جو تحریک شده و انرژی دریافت می‌کنند.این مولکول‌ها و الکترون‌ها کمی پس از برانگیخته شدن دوباره به حالت پایدار بر‌می‌گردند و انرژی اضافه را به صورت تابش‌های مرئی یا نامرئی آزاد می‌کنند. تابش‌های مرئی شفق از روی زمین به راحتی قابل رویت هستند اما تابش‌های X و فرابنفش باید از فضا دیده شوند چون جو زمین بسیاری از تابش‌ها را جذب می‌کند.

ذرات باردار بادهای خورشیدی، با میدان مغناطیسی زمین برهم کنش دارند و تعدادی از آنها در امتداد خطوط میدان مغناطیسی زمین به سوی قطب های شمال و جنوب آن شتاب می‌گیرند.

در این فرآیند به علت وجود اتم های گوناگون و میزان گوناگون برانگیختگی آنها، احتمال ایجاد برخی رنگ های طیف نور، بیشتر است. مثلاً مولکول های اکسیژن (O2) متمایل به نور سرخ و یا زرد و تک اتم‌های اکسیژن متمایل به تولید نور سبز و اتم‌های نیتروژن متمایل به نور بنفش‌اند. هر یک از این رنگها به خطوط عمده‌ی طیف خاصی مربوط می‌شود .شواهدی در دست است که نشان می‌دهد، وقتی شفق در یک قطب زمین ظاهر می شود، شفقی بسیار شبیه به همان در قطب دیگر تشکیل می‌شود؛ به نظر می‌رسد که الکترون‌ها در مدتی کمتر از 1 ثانیه، در امتداد خطوط مغناطیسی، از یک قطب به قطب دیگر می‌رسند. بنابراین وسیله‌ای ایجاد می‌شود که در تشکیل شفق‌ها، عملاً ارتباط برقرار می‌شود.

 

 

 

در سیاراتی مثل زحل و مشتری که میدان مغناطیسی و کمربند تشعشعی بزرگی دارند نیز این شفق ها دیده شده است. در زهره نیز به دلیل بادهای خورشیدی قابل مشاهده است. در نپتون و اورانوس نیز به همچنین.

 

نکته پایانی: 2012 سال پایان جهان؟!

1859: رويداد كارينگتون

رويداد كارينگتون در سال 1859 اولين رخداد ثبت شده از يك جرقه خورشيدي بود كه بر زمين اثر گذاشت. اين واقعه در روز اول سپتامبر اين سال رخ داده و نام خود را از ريچارد كارينگتنون، ستاره‌شناس خورشيدي گرفته كه در آن زمان به مشاهده اين توفان از تلسكوپ رصدخانه خصوصي خود پرداخته و طرحي از لكه‌هاي خورشيدي را كشيده بود. اين جرقه به گفته دانشمندان ناسا، بزرگترين توفان خورشيدي ثبت شده در 500 سال اخير بوده است.

به گفته سازمان ملي اقيانوسي و جوي، رويداد توفان خورشيدي كارينگنون منجر به نمايشهاي بزرگ شفق قطبي شد كه تا جنوب كارائيب قابل مشاهده بودند. اين توفان همچنين موجب اختلالات شديد در ارتباطات جهاني تلگراف شده و حتي برخي از عاملان تلگراف را شوكه كرده و در زمان تخليه پيامها بر روي كاغذ و آتش گرفتن كاغذها، باعث آتش‌سوزي شد.

1989: خاموشي‌هاي مهم ناشي از جرقه خورشيدي

در مارس 1989 يك جرقه خورشيدي قدرتمند باعث يك خاموشي بزرگ در تاريخ 13 مارس در كانادا شد كه شش ميليون تن از سكنه اين كشور را برای 9 ساعت بدون برق نگه داشت.

به گفته ناسا اين جرقه به اختلال در انتقال نيروي الكتريكي از ايستگاه توليد برق كبك منجر شده و حتي برخي از انتقال‌دهنده‌هاي نيرو را در نيوجرسي ذوب كرده بود.

به گفته دانشندان ناسا اين توفان از مقياس مشابهی با رويداد كارينگتون برخوردار نبود.

دو رویداد بالا، از بزرگترین اتفاقات و پیامدهای توفانهای خورشیدی بوده‌اند که بر زمین تأثیر گذاشته‌اند. رخدادی مانند رویداد سال 1859 اگر اکنون به وقوع بپیوندد، پیامدهایی وسیع در پی خواهد داشت.

طبق هشدار ناسا، امکان وجود و وقوع چنین توفان سهمگینی وجود دارد. محققان و دانشمندان لکه‌های خورشیدی را در بیشترین حد خود توصیف کرده‌اند.

این هشدار، هشداری معمولی نبود. چرا که به نوعی با پیشگویی مایاها هم ربط داشت.

 

 

 

مایاها تمدن آنها و پیشگویی‌شان را همه می‌شناسند. سرخپوستانی که در جنگلهای بارانی آمریکای جنوبی زندگی میکرده‌اند و در زمینه ستاره شناسی، هنر و صنعت و خط ... آوازه بسیاری داشته‌اند. (بازماندگان مایایی در قاره آمریکا ساکن هستند)

مایاها تقویمهایی داشته‌اند مربوط به هم. در یکی از آنها نکاتی درباره پایان جهان در سال 2012 نوشته شده است. اما... به راستی این چنین نیست. مایاها 2012 را سال پایان نامیده‌اند اما نه یه عنوان پایان جهان، بلکه به نوعی شروع عصری دیگر، جهانی دیگر.

اما هستند کسانی که (به هر دلیل) 2012 را پایان دنیا می‌نامند. (شاید بنا به نوشته نویسنده‌ای که اولین بار این موضوع را باز کرد. یا شاید به این خاطر که اکثر پیشگویی‌های مایایی درست از آب درآمده است!) اکنون که در آستانه وقوع توفانی شدید از جانب خورشید هستیم، آن را به تقویم و پیش گویی مایاها نسبت می‌دهند و منتظرند جهان نابود شود! زیرا از آخرین توفان خورشیدی 10 سال گذشته و حالا خورشید در حالت بیشینه فعالیت خود قرار گرفته است. و باید به زودی توفانی را پایه‌گذاری کند...

آیا این توفان جهان را نابود میکند؟!!

منابع:

وبسایت:  Nasa.gov

وبسایت:  Wikipedia.org

وبسایت:  Fa.wikipedia.org

وبسایت:  Spaceweather.com

وبسایت:  hamshahrionline.ir

وبسایت: tabnak.ir

وبسایت: tebyan.net

وبسایت: hupaa.com

وبسایت: mashreghnews.ir

وبسایت: bornanews.ir

وبسایت: irna.ir

وبسایت: Isna.ir

گفته‌های دکتر علی عجب شیرازی زاده، استاد نجوم دانشگاه تبریز

نوشته های مینا محمدیان در iranastro.ir

نوشته های محدثه عظیم لو ، واترلو کانادا

گردآوری شده بوسیله اضافی