آیا توانستید شفق شمالی این آخر هفته، 10 تا 12 مه را ببینید؟ این بار هوا همکاری نکرد و دلم برای همه چیز تنگ شده بود.
به نظر می رسد همین چند هفته پیش بود که داشتم در مورد خورشید گرفتگی بزرگ آمریکا در 8 آوریل 2024 صحبت می کردم و اینکه چگونه آب و هوا در گرین ویل، تگزاس به اندازه کافی پاک شد تا من و خانواده ام یک زندگی خوب را تجربه کنیم. تماشایی (پست من را از 20 آوریل 2024 ببینید.) خوب، آخر هفته گذشته منظومه شمسی تصمیم گرفت یک رویداد آسمانی دیگر را برگزار کند که یک شعله عظیم خورشیدی به شکل یک پرتاب جرم تاجی (CME) فوران کرد که از روی زمین گذشت و بزرگترین شفق شفق بود. نمایش در دهه های تاریخ، همچنین به عنوان شفق قطبی شناخته می شود.
پس اینجا چه خبر است؟ چرا خورشید امسال آنقدر فعال است که ستاره شناسان پیش بینی کردند که تاج در ماه گرفتگی ماه گذشته بسیار بزرگتر و فعالتر از خسوف سال 2017 خواهد بود؟ چرا خورشید امسال این همه لکه دارد و به هر حال لکه های خورشیدی چیست؟ و به هر حال لکه های خورشیدی چه ربطی به شفق دارند؟
بیایید قدم به قدم پیش برویم. اول، این گالیله بود که این واقعیت را کشف کرد که خورشید ما اغلب با لکه های تاریک پوشیده شده است. یونانیان باستان معتقد بودند که خورشید یک قرص کامل و بی عیب و نقص است. در حالی که دانشمندان به سرعت متوجه شدند که لکه‌های خورشیدی مناطقی از سطح خورشید هستند که کمی خنک‌تر از مناطق اطراف آنها هستند، اما در واقع کاملاً روشن هستند، اما در مقایسه با روشنایی معمولی سطح خورشید فقط تیره به نظر می‌رسند.
چند صد سال طول کشید تا دانشمندان متوجه شوند که لکه‌های خورشیدی توسط میدان مغناطیسی خورشید ایجاد می‌شوند که مانند زمین، در نزدیکی قطب شمال و جنوب خورشید قوی‌ترین است. با این حال، بر خلاف زمین، که بخشی جامد و بخشی مایع است، خورشید یک توپ غول پیکر از گاز یونیزه است، بنابراین میدان مغناطیسی درون خورشید روی خود می چرخد. به همین دلیل، میدان مغناطیسی می تواند به سطح خورشید در مکان هایی غیر از قطب ها برخورد کند. وقتی این اتفاق می‌افتد، میدان مغناطیسی باعث می‌شود که گازهای روی سطح منبسط و سرد شوند و لکه‌های خورشیدی ایجاد کنند.
همچنین برای چندین صد سال شناخته شده است که خورشید دارای چرخه لکه های خورشیدی تقریباً یازده ساله است. یعنی در بعضی سالها خورشید تعداد لکه های خورشیدی بسیار زیادی دارد، حداکثر خورشیدی و امسال یکی از آن سال ها خواهد بود. پنج یا شش سال بعد حداقل تعداد لکه های خورشیدی وجود خواهد داشت. در آخرین حداقل خورشیدی در سال 2019، خورشید به مدت 281 روز یک لکه خورشیدی روی سطح خود نداشت. پنج یا شش سال بعد، حداکثر لکه های خورشیدی دیگر وجود خواهد داشت. در سال 2023 و تا کنون در سال 2024، حداقل یک لکه خورشیدی در سطح خورشید همیشه وجود داشته است. اینکه چرا خورشید باید چرخه لکه‌های خورشیدی داشته باشد و چرا باید یازده سال طول بکشد، هنوز مشخص نیست، همانطور که در مورد ستاره بومی ما کاملاً مشخص است.
همانطور که قبلاً گفتم، لکه های خورشیدی زمانی تشکیل می شوند که پیچ و تاب های میدان مغناطیسی خورشید از سطح می شکند. لکه های خورشیدی چیزی جز اجسام پایدار هستند. آنها بزرگتر و کوچکتر می شوند و با نزدیک شدن یا دورتر شدن از یکدیگر تغییر شکل می دهند. ستاره شناسان و فیزیکدانان زیادی تمام دوران کاری خود را صرف مطالعه رفتار لکه های خورشیدی کرده اند و یکی از چیزهایی که کشف کرده اند این است که در این پیچ و تاب های مغناطیسی انرژی فوق العاده ای وجود دارد. اگر خطوط میدان مغناطیسی بیش از حد در هم پیچیده شوند، می توانند پاره شوند و این انرژی را در انفجاری چنان قدرتمند آزاد کنند که یک بمب هیدروژنی در مقایسه با آن شبیه ترقه باشد.
این انفجارها در اطراف لکه های خورشیدی، شعله های خورشیدی نامیده می شوند که در آن مواد از سطح خورشید تا ده ها هزار کیلومتر به فضا پرتاب می شوند. گاهی اوقات، شعله های خورشیدی می توانند آنقدر قدرتمند باشند که ماده – و ما در مورد میلیون ها تن ماده صحبت می کنیم – از خورشید به فضا پرتاب می شود و یک “پرتاب جرم تاجی” یا CME ایجاد می کند.
این همان اتفاقی است که برای لکه خورشیدی AR3664 در 8 مه رخ داد، زمانی که بزرگترین پرتاب جرم تاجی (KMA) مشاهده شده از حداقل سال 2005 را ایجاد کرد که اندازه آن 5.8 برابر مقیاس مورد استفاده ستاره شناسان خورشیدی بود. AR3664 خود یک هیولا، یکی از بزرگترین لکه های خورشیدی است که تاکنون مشاهده شده است. به اندازه 17 زمین در کنار هم است، در واقع آنقدر بزرگ است که یکی از بزرگترین لکه های خورشیدی است که تاکنون مشاهده شده است. هنگامی که فوران کرد، AR3664 مستقیماً به سمت زمین نشانه نمی رفت، اما این KMA آنقدر بزرگ بود که همچنان در دو موج با سرعت بیش از 600 کیلومتر بر ثانیه در شب های 11 و 12 می به سیاره ما برخورد کرد.
اکنون ماده در یک پرتاب جرم تاجی (KMA)، مانند اکثر مواد خورشیدی، مانند ماده اینجا روی زمین، نه جامد، نه مایع است و نه گاز است. در عوض، بیشتر از یک ابر غول پیکر از پروتون ها و الکترون ها به نام پلاسما تشکیل شده است. همانطور که همه می دانند، پروتون ها و الکترون ها ذرات باردار هستند. همانطور که این ذرات به زمین نزدیک می شوند، قبل از اینکه در نهایت به جو برخورد کنند، توسط میدان مغناطیسی زمین به سمت قطب های سیاره ما منحرف می شوند. بنابراین این میدان مغناطیسی زمین است که به طور معمول شفق های قطبی را در مناطق قطبی سیاره ما نگه می دارد.
با ورود آنها به جو، پروتون ها و الکترون های باردار با مولکول های گاز برخورد می کنند که همانطور که به یاد دارید، عمدتاً از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. این برخوردها این مولکول ها را به اتم های مجزا تجزیه می کند و سپس دوباره ترکیب می شود و نور مرئی ساطع می کند. این نور رگه های رقص شفق را ایجاد می کند. طوفان ژئومغناطیسی ایجاد شده توسط
اینجا در فیلادلفیا، من شانس زیادی برای دیدن این پدیده طبیعی داشتم، اما برای نقل قول از آهنگ قدیمی، “ابرها در راه من قرار گرفتند!” بارش باران ملایم و مداوم. بدتر از آن این بود که ما در لایه ضخیمی از ابرهای استراتوس قرار داشتیم که دیدن هیچ بخشی از آسمان را غیرممکن می کرد.
با این حال، حداکثر خورشیدی هنوز به پایان نرسیده است و ستاره شناسان می گویند ممکن است هر چیزی در 4-6 ماه آینده اتفاق بیفتد. من به کسانی از شما که توانسته اید شفق قطبی را در شب 11 یا 12 مه ببینید حسادت می کنم، اما هنوز امیدم را از دیدن آن از دست نداده ام.
