باتوجه به وضعیت لکهها می توان دریافت که احتمالاً طوفان های عظیمی در راهند که می توانند انرژی معادل میلیاردها بمب اتمی را آزاد کنند. ترس از این مسئله که این طوفان ها ممکن است اثرات مخرب قابل ملاحظه ای بر زمین داشته باشند و همچنین اهمیت بررسی اثرات خورشید بر روند گرمایش زمین، مطالعاتی از این دست را دراولویت قرار داده است. "برنارد فک"، یکی از دانشمندان پروژه مشترک ناسا و سازمان فضایی اوپا که پانزده سال قبل و برای رصد خورشید و هورسپهر به اجرا درآمد، می گوید:"در آن زمان همه می دانستند که بررسی دوره تناوب تغییرات فعالیت خورشید جزء ماموریت های اصلی این پروژه نخواهد بود، اما امروز کلیدی ترین پرسشی مطرح در این پروژه همین موضوع است."
این خورشید بد رفتار
نخستین نشانه هایی که حکایت از اشتباه بودن تمامی پیش بینی ها داشت در سال 2008 رخ نمود، هنگامی که مشخص شد این سال آرام تر از آن چیزی است که پیش بینی می شد. در آن سال، خورشید در 73 درصد اوقات فاقد لکه بود که این نزول، حتی برای کمینه خورشیدی نیز فراتر از حد معمول بود. تنها کمینه ثبت شده ای که تاکنون از این مرز عبور کرده، مربوط است به سال 1913 با 85 درصد.
هنگامی که گروه هاتوی برای تعیین اشکلات مدل های مورد استفاده خود به بررسی داده های به دست آمده از رصدها پرداختند، متوجه شدند که سرعت حرکت کمربند گازی خورشید در سال 2004 به این طرف روند افزایشی را در پیش گرفته است.
جریان درونی خورشید اما حکایت از وضعیت دیگری دارد. "راشل هاو" و "فرانک هیل" از رصدخانه ملی خورشید در ایالت آریزونا، از رصد های انجام شده از آشفتگی های سطح خورشیدی که حاصل وقایعی نظیر زمین لرزه اما بر روی خورشید هستند، استفاده کرده اند تا به شرایطی که درون این ستاره وجود دارد پی ببرند. این گروه با تحلیل داده های به دست آمده از سال 2009 دریافته اند که همزمان با افزیش سرعت کمربند سطحی خورشید، سرعت در بخش های متناظر داخلی به شدت کاهش یافته است.
به نظر می رسد که یک صعود متناظر، با وقوع بیشینه در برونداد خورشیدی مرتبط است. در سال 2008 "جودیت لین" در آزمایشگاه نیروی دریای در واشنگتن، مطالعاتی را منتشر کرد که بر مبنای آن، ازدیاد فعالیت های خورشیدی تأثیرات افزایشی نامتجانسی را بر گرمایش شمال اروپا بر جای گذارده است.
نور فرابنفش به شدت با فعالیت های خورشیدی در ارتباط است، چراکه شراره های خورشیدی در این بخش از طیف درخشندگی خاصی داشته و محمل مناسبی برای انتقال انرژی های انفجاری شراره ها به درون فضا هستند. این مسئله می تواند تأثیر قابل ملاحظه ای بر آب و هوای کره زمین داشته باشد، چراکه تابش فرابنفش توسط لایه ازن جذب می شود، لایه ای که دقیقاً در بالای زیرین سپهر یا همان تروپوسفر قرار گرفته است.
مطالعات اخیر صورت گرفته توسط لاکوود، نشان می دهد که هنگامی که فعالیت خورشید کاهش می یابد، تندبادهای ارتفاعات بالا قابلیت آن را پیدا می کنند که با تبدیل شدن به موانعی عظیم، از نفوذ باد غربی به اروپا جلوگیری کرده و برای بادهای قطبی که از سوی سیبری می وزند امکان تسلط بر هوای اروپا را فراهم کنند.
پیش تر تصور ما بر این بود که برونداد خورشیدی ثابت و مستدام است. این نظر در سال 1980 و پس از آغاز ماموریت ناسا با نام "بیشینه خورشیدی"، در مسیر تغییر قرار گرفت. رصدهای صورت گرفته نشان داد که در یک چرخه خورشیدی، میزان انرژی گسیل شده توسط خورشید می تواند در دوره های چند روزه یا چند هفته ای دچار 0/1 درصد نوسان شود.
مغناطیس خورشید
میدان مغناطیسی خورشید در مرز مابین منطقه همرفتی و تابشی که به Tachocline موسوم است، پدیدار می شود. کمربندهای گازی به آرامی از استوای ستاره به سوی قطبهای آن جاری شده و در مسیر خود میدان های مغناطیسی تضعیف شده مربوط به لکه های خورشیدی قدیمی را می روبند. اینان همچون بذری برای نسل بعدی لکه های خورشیدی عمل می کنند و در جایی ظاهر می شوند که حلقه های میدان مغناطیسی از سطح ستاره بیرون زده و دوباره به دورن باز می گردند.
پیش بینی وضعیت لکه های خورشیدی
اگر چه لکه های خورشیدی پس از یک دوره کمینه طولانی دوباره به صحنه بازگشته اند، نشانه ها حکایت از آن دارد که هنوز اوضاع بر وفق مرا نیست. "ویلیام لیوینگستون"، دهه هاست که درصد خانه ملی خورشید در ایلات آریزونا به اندازه گیری قدرت میدان مغناطیسی خورشید مشغول است که با سوراخ کردن سطح خورشید شرایط را برای تکوین لکه های خورشیدی فراهم می آورد. سال گذشته وی وهمکارش "مت پن" اعلام کردند که بر مبنای مشاهدات آنان، از سال 1995 به این طرف، شدت میدان مغناطیسی لکه های خورشیدی به شدت کاهش یافته است.
در صورتی که روند به همین ترتیب ادامه پیدا کند، تا پنج سال آینده، شدت این میدان ها به زیر حد آستانه مورد نیاز برای تشکیل لکه ها خواهد رسید.
امام وقوع این اتفاق تا چه میزان متحمل است؟ برای پاسخ به این سؤال، "مایک لاکوود" در دانشگاه ریدینگ انگلستان، به جست و جو در داده های ثبت شده پرداخته است تا بتواند مورد مشابهی از نزول فعالیت خورشیدی را در تاریخ بیاید، موردی که خود را در قالب افزایش حضور ایزوتوپ های خاصی در هسته های یخی و همچنین حلقه های درختان نمایان می سازد. وی موفق به یافتن 24 مورد مشابه در چند هزار سال گذشته شد که تنها در دو مورد آنها، لکه های خورشیدی برای چند دهه ناپدید شده اند. لذا لاکوود احتمال وقوع این پدیده را در حد 8 درصدمی داند.
تنها در یکی از موارد، تعداد لکه ها به حد نصاب گذشته بازگشته و در اغلب موارد، خورشید به تولید لکه ها در سطح بسیار نازلی ادامه داده است. به نظر می رسد جنجال لکه های خورشیدی که از قرن پیش آغاز شد، در حال پایان یافتن است.
ستار ه ای در حال انقباض
علی رغم این تغییرات، تابیدگی خورشیدی کل به همان سطحی نزول کرده که در سه کمینه پیشین رسیده بود. اما در دوره های اخیر روند طی شده تفاوت هایی با دوره هایی قبل دارد. اگرچه این افت بیشتر، بسیار اندک است، اما نفس وقوع چنین پدیده ای بی سابقه است. "کراوس فرالیک" از مرکز جهانی تابش در داووس سوئیس که در عین حال سمت پژهشگر ارشد را در بخش VIRGO فضا پیماهای سوهو بر عهده دارد، می گوید:"این نخستین باری است که ما به انجام یک اندازه گیری بلند مدت بر روی تابیدگی خورشیدی کل پرداخته ایم."
اگر برونداد انرژی خورشید دچار نوسان شود، دمای این ستاره نیز دستخوش تغییر خواهد شد. در حالی که از شراره های خورشیدی باعث گرم شدن گاز های سطحی ستاره می شوند، تغییرات درون هسته ای خورشید اثرات به مراتب اساسی تری را خواهد داشت. اگرچه بر اساس محاسبات موجود، تغییراتی که درون هسته خورشید صورت می پذیرند تا صدها هزار سال بعد نمی توانند خود را به سطح این ستاره برسانند. به هر حال، هر فرایندی که در این بخش روی بدهد، یک نتیجه خواهد داشت که آن هم رابطه مستقیم بین گرمای سطح خورشید و انرژی گسیلی از این ستاره است. نتیجه هر نوع نزول در برونداد انرژی خورشیدی، همانا قوت گرفتن احتمال تحلیل رفتن خورشید است.
رصد های انجام شده نشان می دهد که این افت و خیزها در عین حال که قابل توجه هستند، نشانه ای از فاجعه در خود ندارند و نباید از این نتایج نگرانی خاصی داشت. در قرن هفدهم میلادی، ستاره شناس فرانسوی "ژان پیکارد" با انجام رصدها و مطالعات فراوان موفق به اندازه گیری قطر خورشید شد. رصدهای انجام شده توسط این دانشمند در دوره کمینه ماندر صورت پذیرفته است و نتیجه ای که وی به دست آورده، از بسیاری اندازه گیری های نوین عظیم تر است. آیا این یافته تنها در اثر خطای اندازه گیری توسط پیکارد حاصل شده یا این که واقعا خورشید از آن دوران کوچک شدن خود را آغاز کرده است؟ "جرارد تولیر" از دانشگاه پی یر و ماری کوری پاریس، چنین اظهار نظر می کند:"تا کنون بحث و جدل های فراوانی پیرامون این موضوع انجام شده که البته هنوز به نتیجه ای که موجبات حل مسئله را فراهم کند، منجر نشده است."
به دلیل پدیده شکست ناشی از عبور نور از جو زمین، رصدهای انجام شده از روی سیاره آن قدر دقیق نیست که بتواند مسئله مورد نظر ما را حل کند. لذا سازمان فضایی فرانسه دست به طراحی ماموریتی زده است که نام پیکارد را بر خود داشته و هدف آن، انجام یک اندازه گیری بسیار دقیق از قطر خورشید و بررسی تغییرات احتمالی است.
متأسفانه به دلیل اختلافات سیاسی میان روسیه و قزاقستان، پرتاب این کاوشگر که توسط یک راکت روسی حمل می شود در هاله ای از ابهام قرار گرفته است. تا زمانی که این منازعات فروکش کند، این ماموریت به تعویق خواهد افتاد. از آنجا که خورشید در انتظار حل و فصل دعواهای زمینی نمی ماند، هر روز زمین گیر شدن این موشک به بهای از دست رفتن اطلاعاتی بسیار گران بها خواهد بود. تولیر نیز معتقد است که باید هرچه سریعتر این ماموریت آغاز شود.
امکان پیش بینی گام بعدی خورشید در مسیر فعالیت هایش از توان ما بیرون است. اغلب ستاره شناسان بر این عقیده اند که چرخه خورشیدی به حرکت خود ادامه خواهد داد، اما با سطح بسیار کمتری؛ که آخرین مورد ثبت شده مشابه با آن به قرن نوزدهم میلادی باز می گردد. به هر حال شواهدی وجود دارد مبنی بر این که خورشید در حال از دست دادن توانایی خویش برای ایجاد لکه هاست (باکس "پیش بینی لکه ها" را در صفحه 46 ببینید). ممکن است تا سال 2015 تمامی این لکه ها از میان بروند و ما را به درون یک کمینه ماندر جدید رها کنند، و شاید این پدیده سرآغاز یخبندان کوچکی نیز باشد.
البته باید درنظر داشت که فعالیت خورشیدی در کنار مواردی مانند فوران آتشفشان ها، یکی از عوامل دخیل درتغییرات آب وهوایی است. با این حال، درک میزان دقیق تغییرپذیری فعالیت خورشیدی و بررسی نحو اثرگذاری آن بر الگوهای منطقه ای آب و هوای زمین، ازاهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در چنین وضعیتی، می بایست داشنمندان هواشناسی در بخش های گوناگون کارخود تصحیحاتی را اعمال کنند و باید در بازسازی و بررسی تاریخچه آب وهوایی سده های پیشین نیز اعمال شود. تنها به این طریق است که می توان به اجماعی خلل ناپذیر پیرامون سطح حقیقی تأثیر گذاری خورشید بر سیاره زمین و آب و هوای آن دست پیدا کرد.
پی نوشت ها :
حد فاصل سال های 1645 و 1715 گفته می شود. در این دوره تقریباً هیچ لکه ای بر سطح خورشید مشاهده نشد.
نویسنده:احمد آرین خو
منبع: دانشمند شماره 569
برای از بین رفتن این لکه ها سه راه وجود داره:
راه اول
راه دوم
راه سوم