در میان 320 فیزیکدان خورشیدی که برای کنفرانسی در لاس کروسس، نیومکزیکو، گرد آمده بودند، گفتگوی غالب پیرامون ادعاهاییست بر این پایه که چرخه ی 11 ساله ی فعالیت خورشید، که برخی از آن ها زندگی خود را صرف مطالعه و بررسی آن کرده اند، ممکن است در آستانه ی تغییری بنیادین باشد.
 |
خورشید در کمینه ی فعالیت، 2006 (چپ) و بیشینه ی فعالیت، 2001 (راست)
|
در نشست بخش فیزیک خورشید انجمن اخترشناسی آمریکا، چهار دانشمند وابسته به رصدخانه ی ملی خورشیدی، سه مقاله ارایه کرده بودند؛ این سه مقاله نشان دهنده ی شواهدی جداگانه مبنی بر این بودند که چرخه ی فعالیت های خورشیدی احتمالن در حال فروکش کردن است.
این دانشمندان در یک کنفرانس مطبوعاتی که صبح روز سه شنبه 14 ژوئن برگزار شد، پیش بینی کردند چرخه ی کنونی خورشید (چرخه ی 24) که از حدود 3 سال پیش آغاز شده، تنها به اندازه ی نصف چرخه ی پیش از خود
لکه پدید خواهد آورد و چرخه ی 25 نیز آن گونه که فرانک هیل از رصدخانه ی ملی خورشیدی می گوید "شاید اصلن روی ندهد."
پیش بینی شده که چرخه ی 24 در سال 2013 به اوج خود برسد و اوج چرخه ی 25 نیز طبیعتن باید حدود سال 2014 باشد.
لکه های خورشیدی از زمانی که توسط گالیله و دیگران در سال 1613 میلادی کشف شدند، ستاره شناسان و مردم عادی را شیفته‌ی خود کرده اند. [آن زمان] ثابت شد که این لکه ها در یک چرخه ی 11 ساله می آیند و می روند، و بعدها نیز ثابت شد که تنها نشانه ی قابل دیدن از فعالیت های مغناطیسی سراسری خورشیدند. از جمله ی این فعالیت ها،
شراره های نیرومند خورشیدی و
فوران تاجی است که زمین و فضای اطراف را با پروتون ها و
تندبادهای خورشیدی (عامل پدید آمدن شفق های قطبی) بمباران می‌کند، تابش های تند و گذرای رادیویی که به ماهواره ها آسیب می رساند، و آشفتگی های مغناطیسی که می تواند سامانه ی شبکه‌های برق را از کار بیاندازد.
چرخه خورشیدی هنوز سرشار از رمز و رازست. برای نمونه، لکه های خورشید از سال 1645 تا 1715 میلادی تقریبن به طور کامل ناپدید شدند؛ این رویدادی بود که به نام "
کمینه ی ماندر" (
Maunder Minimum) شناخته می شود. اندازه گیری های کربن 14 که در اثر پرتوهای کیهانی روی زمین تشکیل شده (کم و زیاد شدن این پرتوها نیز با میدان مغناطیسی خورشید تنظیم می‌شود)، نشان می دهد که چرخه ی مغناطیسی خورشید در طی دوره ی کمینه ی ماندر نیز در سطحی اندک ادامه داشته.
پرسشی که در این نشست بر لب همگان جاری بود این بود که آیا کمینه ی ماندر دوباره آغاز خواهد شد؟ در نشست مطبوعاتی، پژوهشگران سه نشانه ی شک برانگیز را توضیح دادند.
1- رودباد یا Jet Stream بعدی ناپدید شده است
فرانک هیل برای دیدن ژرفای درون خورشید از تکنیکی به نام زلزله شناسی خورشیدی یا خورلرزه نگاری (helioseismology) بهره برد. وی دیرزمانی بود که متوجه تغییرات کوچکی در الگوی کلی چرخش خورشید در ژرفای 7,000 کیلومتری زیر سطح آن شده بود. این "نوسان پیچشی" (torsional oscillation)، جریان های منطقه ای شرقی-غربی، یا "رودباد"ها را در سطح هر نیمکره نمایان می کند. لکه های خورشیدی و دیگر فعالیت های سطحی، روی این رودبادها پدید می‌آیند. رودبادها آغازگر هر چرخه ی خورشیدی در عرض های جغرافیایی بالا هستند و تا پایان چرخه به سمت استوا جابجا می‌شوند، شکل پایین:
 |
"رودباد"های
ژرفای حدود 7,000 کیلومتری زیر سطح خورشید که در طی چرخه ی خورشید از عرض
های بالای آن حرکت می کنند (چپ) و به سمت استوا پایین می آیند. این
رودبادها (رنگ سرخ) نقشی مهم در ایجاد میدان مغناطیسی سطح دارند؛ لکه ها و
مناطق فعال نیز بر فراز آن ها نمایان می شوند.
|
خود رودبادها پیش از فعالیت های سطح آغاز می شوند. داده ها و اطلاعات فرانک هیل نشان می دهد که رودبادها برای چرخه ی تازه راه افتاده ی 24، نخست در سال 1997 (و در عرض های بالا) نمایان شدند، زمانی که لکه های مربوط به چرخه ی 23 هنوز در راه رسیدن به عرض های پایین تر بودند.
و همین طور، اینک که ما لکه های چرخه ی 24 را می بینیم، لرزه شناس های خورشید باید آغاز رودبادهایی که به چرخه ی 25 خواهند انجامید را ببینند. ولی همان گونه که نقشه ی زیر نشان می دهد، تاکنون نشانی از آن ها در هیچ یک از دو نیم کره دیده نشده (گوشه ی سمت راست را ببینید) و پدیدار شدنشان 3 سال به عقب افتاده.
 |
نمودار عرض های دیده
شده ی رودبادها در ژرفای خورشید (سرخ و زرد) که از یک سال تا سال دیگر
کشیده شده است. رودبادهای تازه معمولن از عرض حدود 50 درجه شکل می گیرند
(همانگونه که در سال 1998 برای چرخه ی 24 روی داد)، بسیار پیش از آن که به
بروز لکه ها در یک دهه بعد بیانجامد. رودباد تازه برای چرخه ی 25 باید در
سال 2008 آغاز شده و شروع به بالا آمدن کرده باشد ولی هنوز راه نیفتاده،
گوشه ی سمت راست را ببینید. آیا اصلن چرخه ی 25 رخ خواهد داد؟
|
افزون بر این، جابجایی رودبادهای چرخه ی 24 از عرض های بالا به سمت استوا نیز کندتر از رودبادهای چرخه های پیشین انجام می شود. این جابجایی کندتر دقیقن منطبق با تاخیر در شروع چرخه ای که اکنون می بینیم است و احتمالن توضیحیست برای آن. هیل نتیجه می گیرد که با نبودِ کامل رودباد عرض بالای بعدی، پیش سازهای چرخه ی تازه نیز در کار نخواهد بود و شاید اصلن چرخه ی بعدی در کار نباشد، یا دستکم یک چرخه ی بسیار ضعیف داشته باشیم.
2- "یورش به قطب ها" روی نداده
سخنران بعدی، ریچارد آلتروک، یک دانشمند پژوهشگر غیرنظامی نیروی هوایی از رصدخانه ی Sacramento Peak در رصدخانه ی ملی خورشیدی بود. او زمانی دراز به رصد
تاج خورشید پرداخته بود. تاج خورشید لایه ی بیرونی و بسیار داغ جو خورشید است که به وسیله ی حلقه های میدان مغناطیسی که از درون خورشید سرچشمه می گیرند شکل می یابد.
در سه چرخه ی پیشین خورشید، تاج در عرض های بالا به چیزی انجامید که آلتروک آن را "یورش به قطب ها" در زمانی که هر رودباد تازه آغاز به شکل گیری در ژرفای زیر آن می کرد نامید. ولی این بار، چنین چیزی روی نداد.
این پدیده به طور معمول خورشید را از اثرات و نشانه های مغناطیسی به جا مانده از چرخه ی پیشین پاک می کند، و اجازه می‌دهد که قطبش مغناطیسی شمالی و جنوبی در سطح خورشید، میان چرخه های 11 ساله ارتباط برقرار کند و جابجا شود، این اتفاقی بوده که همیشه می افتاده (پس در واقع هر چرخه ی خورشیدی، 22 سال به درازا می کشد نه 11 سال، از آن جا که تنها پس از گذشت 22 سال، قطب های شمال و جنوب مغناطیسی به جایی که آغاز شده بودند بر می گردند). تاکنون هیچ کس الگو و مدلی از آنچه که در صورت روی ندادن این پاکسازی بر خورشید خواهد گذشت تهیه نکرده.
3- ویژگی مغناطیسی لکه ها پیوسته رو به کاهش است
در پایان، متیو پن و ویلیام لیوینگستون از رصدخانه ی ملی خورشیدی، اندازه گیری هایشان از میانگین میدان مغناطیسی در بخش مرکزی و تیره ی لکه ها (
Umbra) از سال 1999 را نشان دادند.
 |
میانگین نیروی میدان مغناطیسی در بخش تیره ی لکه ها، بیش از یک دهه است که به طور پیوسته رو به کاهش است.
|
پن و لیوینگستون دریافتند که از حدود سال 2000، میانگین این نیروی میدان مغناطیسی رو به کاهش بوده و از 2,500 یا 3,000 گاوس، اینک به حدود 2,000 گاوس رسیده. آن ها انتظار داشتند لکه های چرخه ی 24 با نیروی مغناطیسی بازیافته و تازه نمایان شوند ولی چنین چیزی روی نداد. چنان چه اینجا دیده می شود، میانگین میدان مغناطیسی در میانه ی لکه ها به گونه ای کمابیش پایدار و ناگسسته رو به کاهش بوده.
با رسیدن میدان به کمتر از 1,500 گاوس، دیگر لکه ای نمایان نخواهد شد. اگر روند کنونی ادامه یابد، خورشید در حدود سال 2022 این خط را قطع کرده و پس از آن چهره ای خالی از لکه خواهد داشت.
اثرها
اگر بیشینه ای که در حال فرارسیدن است ضعیف و بیشینه ی بعدی از آن هم ضعیف تر باشد، بسیاری از مردم نفسی از سر آسودگی خواهند کشید.
کارشناسان "هواشناسی فضا" هشدار داده اند که حتی با وجودی که جهان روز به روز بیشتر به زیرساخت هایی با فناوری بالا وابسته می شود، ماهواره ها و شبکه های برق به اندازه ی کافی در برابر فوران های بزرگ خورشیدی مقاوم نشده اند. این سه کشف تازه شاید چنین معنایی داشته باشند که احتمال از دست دادن ماهواره های مهم یا از کار افتادن بخش های بزرگی از شبکه ی برق در سال های پیش رو کمتر خواهد بود.
سپس این پرسش همیشگی می ماند که آیا فعالیت خورشیدی بر آب و هوا و شرایط اقلیمی زمین اثر دارد؟ کمینه ی ماندر هم زمان با یک "عصر یخبندان کوچک" بود -- سرمایش جهانی به میانگین حدود 0.2 درجه ی سانتیگراد که در بخش هایی بدشانس از اروپا تا بیش از 1 درجه ی سانتیگراد نیز سردتر شد. بنابراین، آیا یک خورشید با آرامشی درازمدت می تواند جلوی
گرمایش جهانی را بگیرد؟ حتی اگر شده، کمی؟
هیل می گوید در این باره که آیا فعالیت خورشید می تواند بر دمای زمین اثر داشته باشد یا نه یک "
ندانم گرا" (agnostic) است: «من شواهد بسنده برای هیچ یک از دو حالت ندیده ام. ولی اگر چرخه ی 24 روی ندهد، ما شانسی بسیار خوب برای فهمیدن و کشف این موضوع خواهیم داشت.»
پن پذیرفت که این می تواند "فرصتی عالی" برای پژوهش باشد. نه لیووینگستون و نه آلتروک درباره ی هر گونه اثرات احتمالی اقلیمی هیچ نظری نداشتند.
بررسی واقعیت
آیا زمان برای این پیش بینی های تندروانه و افراطی زود است؟ دیوید هیث وی از مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا می گوید: «شاید حق با آن ها باشد.» ولی او نشان می دهد که داده ها و اطلاعات ما برای چنین پیشگویی هایی تنها بر پایه ی چند چرخه یا کمتر است، و چرخه های پیش از چرخه ی آخری نیز نیرومندتر از میانگین بودند. اندازه گیری های ثبت شده از میدان مغناطیسیِ تیرگی لکه ها تنها حدود یک چرخه را در بر دارد: «به نظر من باید صبر کنیم تا چیزهای بیشتری از چرخه ی 24 ببینیم.»
هیل می گوید شواهدی "بسیار قانع کننده" یافته است. پن می گوید نگاهش رو به جلوست تا بتواند "مرحله ی ورود به یک کمینه ی ماندر را بررسی کند"، البته اگر کمینه ی ماندر آن چیزی باشد که روی خواهد داد. ولی او و دیگران یادآور شدند که ما هنوز نمی‌دانیم آیا نخستین نشانه های چرخه ی 25 به راستی به تاخیر افتاده اند یا نه.
در هر صورت، ستاره شناسان اکنون با علاقه ی بیشتری خورشید را زیر نظر خواهند گرفت.
واژه نامه:
Sunspot Magnetism - Sun - solar minumum - solar maximum - Solar Physics - National Solar Observatory - solar cycle - Cycle 24 - Frank Hill - Sunspot - Galileo - magnetic activity - solar flare - coronal mass ejection - solar wind - aurora - radiation spike - Maunder Minimum - carbon-14 - cosmic ray - Jet Stream - solar seismology - helioseismology -torsional oscillation - hemisphere - latitude - equator - Cycle 23 - Rush to the Poles - solar corona - William Livingston - umbra - high-tech infrastructure - David Hathaway - agnostic - Earth's climate - Ice Age - global warming - Richard Altrock - -
