خراسان/ میدان‌های مغناطیسی قوی که در خورشید وجود دارد با فراهم شدن شرایطی خاص بادها و توفان‌هایی را می‌سازد ؛ این پدیده چقدر برای زمین خطرناک است؟
تصورش هم سخت است اما فرض کنید که یک روز صبح وقتی از خواب بیدار می‌شوید، برق، شبکه تلفن همراه، جی‌پی‌اس، شبکه‌های تلویزیونی و تمامی بستر‌های ارتباطی قطع شده باشند. واضح است که قطع ارتباط این شبکه‌ها، مشکلات دیگری را در پی خواهد داشت که نتیجه آن بدتر شدن هرچه بیشتر اوضاع خواهد بود. طبیعتا در قدم اول امکان ندارد که مسبب اصلی اتفاقات پیش آمده را شخص خورشید بدانید اما جالب است بدانید که توفان‌های خورشیدی قدرت بالایی دارند. قدرتی که می‌تواند تمام شبکه‌های ارتباطی را با اختلال روبه‌رو کند.
بر اساس یافته‌های دانشمندان، ابرتوفان‌های خورشیدی که توانایی مختل کردن همه ماهواره‌ها و فضاپیماها و اختلال جدی در شبکه برق و مخابرات و اینترنت را دارند، هر ۲۵ سال یک‌بار در سطح خورشید تولید می‌شوند. آخرین بار زمین در سال ۲۰۱۲ از یک جرقه پرقدرت خورشیدی که با سرعتی معادل سه هزار کیلومتر بر ثانیه به سمت آن آمد، جان سالم به در برد. جرقه خورشیدی یا فوران تاج خورشیدی که در ۲۳ جولای ۲۰۱۲ به وقوع پیوست، می‌توانست زمین را با یک فاجعه عظیم مواجه سازد. به گفته محققان ناسا در همان زمان، زمین بسیار خوش‌شانس بود که از پرقدرت‌ترین توفان خورشیدی ۱۵۰ سال اخیر جان سالم به در برد و اگر این اتفاق یک هفته زودتر روی داده بود، درحالی که جهت فوران خورشیدی کاملا رو به زمین بود، سیاره زمین با یک فاجعه عظیم مواجه می‌شد و در تاریکی مطلق فرو می‌رفت. در پرونده امروز از توفان‌های خورشیدی، میزان ویرانگری شان، تاثیرشان روی روان انسان‌ها و… خواهیم گفت.
توفان خورشیدی چیست؟
خورشید، ستاره مادر منظومه شمسی و منشأ حیات روی زمین است. بر خلاف ظاهر تکراری و آرامی که هر روز از آن در آسمان میبینیم مدام در حال تغییر است و واکنش های مهمی درونش رخ می‌دهد. خورشید دارای یک چرخه فعالیت تقریبا ۱۱ ساله است و در جریان این چرخه، شدت تشعشعات آن تغییر می‌کند. میدان‌های مغناطیسی قوی که در خورشید وجود دارد با فراهم شدن شرایطی خاص، بادها و توفان‌هایی را می‌سازد که ممکن است به سمت زمین حرکت کنند و برای ما خطرآفرین باشند. توفان‌هایی که به دلیل ماهیت‌شان «توفان‌های ژئومغناطیسی» هم نامیده می‌شوند، قادر هستند تجهیزات الکترونیکی، تجهیزات هواپیمایی، شبکه‌های برق و ماهواره‌ها را دچار اختلال کنند.
آیا منظومه‌شمسی هم در خطر است؟
این میدان‌های مغناطیسی در خورشید میتوانند به شکل‌‌های مختلفی خودشان را نشان دهند و به مجموعه آن‌ها «فعالیت خورشیدی» گفته می‌شود. به عنوان مثال بخشی از آن‌ها به شکل حلقه‌های مغناطیسی در سطح خورشید فوران می‌کنند و در نتیجه لکهها و زبانههای خورشیدی را پدید می‌آورند که سال‌هاست اخترفیزیک دانها دربارهشان تحقیق می‌کنند تا چگونگی و زمان ظهورشان را پیش‌بینی کنند. نکته جالب این‌جاست که میدان‌های مغناطیسی خورشید به قسمت داخلی و نزدیک به سطح خورشید محدود نمی‌شوند و میتوانند تا بخش‌های قابل توجهی از منظومه شمسی پیش بروند.
تفاوت توفان‌های خورشیدی با توفان‌های دیگر
در زمین وقتی از باد و توفان صحبت میکنیم، منظورمان جابهجایی هوا با سرعتهای بالاست که ممکن است ذرات گردوغبار را هم به همراه داشته باشد اما بادهای خورشیدی به کل با این ماجرا متفاوت هستند. زمانی که ذرات پر انرژی از خورشید به زمین می‌رسند، تحت تأثیر میدان مغناطیسی قدرتمند سیاره ما منحرف می‌شوند و بخشی از آن‌ها درون خطوط میدان مغناطیسی به سمت قطب‌های مغناطیسی زمین (که در نزدیکی قطب‌های جغرافیایی مخالف واقع شده‌اند) منحرف می‌شوند. معمولا در نزدیکی قطب شمال و جنوب زمین، این ذرات باردار آن‌قدر به زمین نزدیک می‌شوند که به مولکول‌های جو می‌خورند؛ انرژی خود را به آن‌ها منتقل می‌کنند و آن‌ها را به نورافشانی وامی‌دارند. به این نورهای رنگارنگ و زیبا شفق‌های قطبی گفته می‌شود. در این میان بخشی از ذرات هم هستند که سرعت و قدرت بالایی دارند و می توانند توفان مغناطیسی در ناحیه خاصی از زمین به راه بیندازند. همان طور که متوجه شدید، توفان مغناطیسی شبیه توفان‌هایی که می‌شناسیم، نیست.
شایعات را در این‌باره باور نکنید
در این میان، آگاهی نداشتن درباره فعالیتهای خورشیدی و چیستی توفان‌های مغناطیسی دستمایه ساخت شایعات عجیبوغریبی شده که هر چند وقت یک بار در فضای مجازی نقل می‌شود. مثلا نمونهاش که سال گذشته نقل گروهها و کانالهای مجازی شده بود، مدعی بود: «ساعت ۱۲ شب، توفان مغناطیسی در پیش است. موبایل همراه خود را در دست خود نگه ندارید؛ در این ساعت امکان مرگ وجود دارد.» پیامها و خبرهای این چنینی معمولا صحت ندارند و برای اطمینان از درستی آن‌ها باید حتما منابع رسمی و کاملا علمی را دنبال کرد و درگیر توفان‌های رسانهای در شبکه‌های مجازی نشد.
چرا پیش‌بینی این توفان‌ها کار آسانی نیست؟
توفان‌های خورشیدی که از خورشید سرچشمه می‌گیرند، قدرتمند و نادر هستند و بدتر از همه این که پیش‌بینی آن‌ها دشوار است. در همین باره، مطالعه تازه‌ای منتشر شده است که دانشمندان دانشگاه وارویکا انجام داده و از سوابق میدان مغناطیسی جمع آوری شده توسط ایستگاه‌های واقع در انگلیس و استرالیا استفاده کرده اند. محققان این داده‌ها را تجزیه و تحلیل کردند و تخمین زدند که توفان‌های شدید در شش سال از این ۱۵۰ سالی که گذشته یا به طور متوسط هر ۲۵ سال یک بار رخ داده‌اند. پروفسور «ریچارد هوم» سرپرست این مطالعه می‌گوید: «با این حال تحقیقات ما نشان می‌دهد که یک ابرتوفان می‌تواند بیشتر و در فاصله کمتری از آن چه تصور می‌کردیم، اتفاق بیفتد. با آمار اشتباه گمراه نشوید، این اتفاق هر زمان ممکن است رخ دهد و ما نمی‌دانیم چه زمانی رخ می‌دهد و هم اکنون نمی‌توانیم زمان وقوع آن را پیش بینی کنیم.»
3 نوع توفان خورشیدی
طبق نتایج این تحقیق، توفان خورشیدی ممکن است به یکی از موارد «شراره خورشیدی»، «خروج جرم از تاج خورشیدی» و «توفان ژئومغناطیسی» اشاره داشته باشد که این‌ها با هم فرق می‌کنند.
شراره خورشیدی/ این نوع توفان از انفجار بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می‌آید و باعث آزاد شدن انرژی در حد ۶ ضرب در ۱۰ به توان ۲۵ ژول می‌شود که در حدود یک ششم انرژی خروجی از سطح خورشید در هر دقیقه است! این پدیده در دیگر ستارگان هم دیده می‌شود که به آن‌ها نیز شراره ستاره‌ای گفته می‌شود.
تاج خورشیدی/خروج جرم از تاج خورشیدی (coronal mass ejection) یا به صورت مخفف «CME» یک فوران پر جرم از باد خورشیدی و افزایش میدان‌های مغناطیسی است و در فضا منتشر می‌شود. خروج جرم از تاج خورشیدی معمولا با دیگر پدیده‌های خورشیدی مانند شراره خورشیدی همراه است.
توفان ژئومغناطیسی/ این توفان یک اختلال موقتی مگنتوسفر زمین است که از لرزش موج باد خورشیدی یا ابرمیدان مغناطیسی به وجود می آید که با میدان مغناطیسی زمین تعامل دارد. در خور ذکر است که زمین توسط یک حباب محافظ معروف به مگنتوسفر محافظت می‌شود.
زمان وقوع توفان خورشیدی قابل پیش‌بینی نیست
ابر‌های گاز داغی که در فوران‌های تاج خورشیدی از خورشید خارج می‌شوند، توفانی از ذرات یونیزه پرانرژی را تشکیل می‌دهند که می‌تواند ماهواره‌ها را بسوزاند، شبکه‌های انتقال برق و مخابرات را با اختلال روبه‌رو کند و فضانوردان را به کام مرگ بفرستد. پیش‌بینی این توفان‌ها کار آسانی نیست زیرا هر فورانی در تاج خورشیدی به وقوع توفان ذرات منجر نمی‌شود. ستاره‌شناسان حدس می‌زنند چاشنی وقوع این توفان، جهت‌گیری میدان مغناطیسی ابر فوران یافته باشد اما هنوز در حال تحقیقات تکمیلی هستند.
لایه محافظ زمین نجات‌بخش است؟
از آن جایی که زندگی ما زمینیها هر روز بیشتر به ارتباطات ماهوارهای و اینترنتی گره میخورد و حتی کارهای کوچک و روزمرهمان هم به واسطه آن‌ها انجام میگیرد، اختلالی کوچک و موقتی هم می‌تواند برای خیلی از حوزهها دردسرهای فراوان ایجاد کند. قدرتمندترین توفانی که تا به حال به زمین برخورد کرده است در قرن نوزدهم اتفاق افتاد و باعث شد خطوط تلگراف در سراسر زمین تا چند ساعت قطع شوند و شفق قطبی تا عرض‌های جغرافیایی حدود ۵۰ درجه دیده شود. در سال ۲۰۱۲، بر اثر انفجار در خورشید و خارج شدن مقداری جرم از تاج خورشیدی، توفان بزرگی روانه فضا شد که خوشبختانه زمین در مسیر این توفان قرار نداشت و حادثهای رخ نداد. شاید از خودتان بپرسید، پس این که می گویند زمین یک لایه محافظ دارد و می‌تواند ما و تجهیزاتمان را از بادهای شدید مغناطیسی خورشید حفظ کند، صحت ندارد؟ این لایه محافظ اطراف کره آبی ما وجود دارد و همیشه هم ما را از تشعشعات مضر خورشیدی حفظ کرده و می‌کند اما وقتی فعالیتهای هستهای خورشید آن قدر شدت پیدا کنند که سرعت و قدرت بادهای تولید شده بسیار زیاد باشد، ممکن است لایه محافظ زمین به طور کامل نتواند جلوی آسیبهای احتمالی آن را بگیرد. البته باز هم جای نگرانی نیست چرا که هم اکنون چندین فضاپیما از جمله رصدخانه خورشیدی هلیوسفر (SOHO) و رصدخانه ای که فعالیت های خورشیدی را زیر نظر دارد با عنوان «SDO» و کاوشگر خورشیدی پارکر درحال مطالعه روی خورشید هستند. این فضاپیماها درک ما از خورشید و توانایی پیش‌بینی این توفان‌های خطرناک را افزایش می‌دهند، از طرفی مرکز هشدار شفق‌های قطبی ناسا (سازمان ملی هوانوردی و فضانوردی آمریکا) هم پیوسته این موضوع را اطلاع‌رسانی می‌کند و ما میتوانیم به لطف دانشمندانی که سال‌هاست روی این قضیه تحقیق کردهاند، چند روز قبل از وقوع این توفان‌ها از وجودشان مطلع شویم.
توفان‌های خورشیدی، عامل بروز اختلالات روانی
دانشمندانی که درباره تاثیر امواج مغناطیسی و توفان‌های خورشیدی روی انسان مطالعه می‌کنند، می‌گویند که جرقه‌های ناشی از توفان‌های خورشیدی و امواج مغناطیسی سبب بروز اختلالات روانی در سطوح مختلف کم تا خطرناک می‌شود. در این تحقیقات دانشمندان به مطالعه تأثیرگذاری فضا بر انسان می‌پردازند، از جمله تأثیر جرقه‌های خورشیدی و توفان‌های مغناطیسی که پس از آن بروز می‌کند. «کولسکی» مرکز این گونه تحقیقات در شهر آپاتیت در یک منطقه قطب شمال است. در این محل امواج مغناطیسی زمین به شکلی است که خطوط نیروزا بر فراز قطب، قیفی درست می‌کنند. براساس این گزارش، ذرات خورشیدی و پرتوهای فضایی در این مرکز انوار شمالی را در آسمان ایجاد می‌کند. این امواج در بدن انسان باعث بروز اختلال می‌شوند. سالخوردگان و نوجوانان در برابر تأثیر فضایی حساس‌تر از بقیه افراد هستند.
رابطه توفان‌های فضایی با رفتارهای خشونت‌آمیز
«آلا مارتینووا» کارمند علمی بخش مسائل طبی-بیولوژی مرکز علمی کولسکی در این باره می‌گوید: «شدت پرتوهای فضایی در شمال بیشتر است که تأثیر اضافی اشعه رادیو اکتیو و تغییرات را موجب می‌شود. خون بهترین شاخص تغییرات ایجاد شده در انسان است. در مرکز علمی کولسکی با کمک «اسپکتروفوتومتر» به آنالیز خون می‌پردازیم. معلوم شده است هرچه فعالیت ژئو مغناطیسی بیشتر باشد، خون چسبناک‌تر می شود. در مرکز علمی «کولسکی» به مطالعه آمار پزشکی و پلیسی هم می‌پردازیم. مطالعه‌های ما نشان دهنده آن است که وقتی توفان‌های فضایی شدت می‌گیرند، توفان مشابهی در سر انسان به پا می‌خیزد و از همین‌جاست که رفتار خشونت آمیز بروز می‌کند. آخرین تحقیقات ما نشان می‌دهند که اختلالات روانی و حتی خودکشی، اعتیاد به نوشیدنی‌های غیرمجاز و… با فعالیت ژئومغناطیسی و خورشیدی و پارامترهای مشخص وضعیت محیط بین سیاره‌ای مرتبط است.
مریم ملی/ دانش‌آموخته اختر فیزیک
منابع این پرونده: مجله Nature Physics، مجله Geophysical Journal Letters، عصرایران، تابناک، دیجیزا