* در این روش تازه، لکه های خورشیدی پیش از این که از ژرفای درون خورشید به سطح بیایند شناسایی می شوند.
* آن چه به بروز توفان های خورشیدی می انجامد، فوران های شدید شار مغناطیسی است،
ولی تاکنون کسی نتوانسته آن ها را پیش بینی کند.
از دید تکنولوژیکی انسان پیشرفته ی امروزی،
خورشید یک دیگ جوشان با تاثیراتی ویرانگر است که می تواند سامانه های مخابراتی، سفرهای هوایی، شبکه های برق، و ماهواره ها را به هم بریزد، گذشته از تاثیری که بر فضانوردان در فضا دارد. اگر دانشمندان بتوانند آشفتگی هایی مانند شراره های خورشید یا فوران های تاجی را پیش بینی کنند، خواهیم توانست پیش از برخورد توفان‌های خورشیدی، اقدامات حفاظتی برای نگهداری از سامانه های الکترونیکی آسیب پذیرمان را انجام دهیم. اینک پژوهشگران استانفورد روشی را پی ریخته اند که به آنان اجازه می دهد به ژرفای درون خورشید بنگرند، و با کمک امواج صدا، لکه های خورشیدی را در نخستین مراحل پیدایش، شناسایی کرده و از حدود 2 روز زودتر هشدار بدهند.
لکه های خورشیدی در مناطق فعال خورشیدی که میدان مغناطیسی نیرومند و متمرکزی دارد پدید آمده، شروع به بالا آمدن می‌کنند و هنگامی که به سطح خورشید می رسند تیره دیده می شوند. فوران های شارهای نیرومند مغناطیسی به توفان های خورشیدی می انجامد، ولی تاکنون کسی شانس پیشگویی آن ها را پیدا نکرده.
فیل شرر از دانشگاه استانفورد در پالو آلتوی کالیفرنیا می گوید: «بسیاری از فیزیکدانان خورشیدی راه های گوناگونی را برای پیش‌بینی زمان ظاهر شدن لکه های خورشید آزموده اند، ولی موفقیتی به دست نیاورده اند.»
کلید روش تازه، بهره از امواج صوتی است که در اثر آشفتگی در حرکت یکنواخت پلاسما و گاز درون خورشید تولید می شود. در نواحی نزدیک به سطح، سلول های کوچک همرفتی (انتقال گرما) با اندازه هایی در حد ایالت کالیفرنیا، امواج صدا تولید می کنند؛ این امواج تا درون خورشید جابجا شده و دوباره به سطح بازتابانده می شوند.
پژوهشگران از تصویربردار دوپلر مایکلسون بر روی ماهواره ی رصدگر خورشیدی و هلیوسفری "سوهو" (SOHO) کمک گرفتند.سوهو 15 سال به رصد دقیق امواج صوتی درون خورشید مشغول بود. در سال 2010 با پرتاب رصدخانه ی دینامیک خورشیدی ناسا (SDO)، این فضاپیما که تصویربردار مغناطیسی و خورشیدلرزه ای (Helioseismic and magetic imager) داشت، جایگزین سوهو شد
استاتیس لونیدیس از دانشگاه استانفورد با بهره از داده های فراوان تولید شده توسط دو تصویرگر، توانست راهی برای کاهش بهم ریختگی های الکترونیکی موجود در داده ها بیابد و بدین ترتیب صداهای خورشید را با دقت اندازه بگیرد. لونیدیس با این شیوه ی نوین توانست لکه های خورشیدی را در مراحل آغازین شکل گیری در ژرفای 65,000 کیلومتری درون خورشید ردیابی کند. لکه‌ها 1 تا 2 روز بعد بر سطح خورشید پدیدار شدند.
اصول و شیوه های ردیابی و سنجش امواج صوتیِ در حال جابجایی درون خورشید قابل مقایسه با اندازه گیری امواج لرزه ای در دل زمین است. پژوهشگران زمان جابجایی امواح صوتی بین دو نقطه ی بسیار دور از هم روی سطح خورشید را اندازه گرفتند.
ژون وی ژائو از دانشگاه استانفورد می گوید: «ما به اندازه ی کافی از ساختار خورشید می دانیم که بتوانیم مسیر و زمان جابجایی یک موج صوتی که در حال انتشار درون خورشید است را پیش بینی کنیم. اگر در مسیر حرکت یک موج، میدان های مغناطیسیی باشد که مزاحم آن شود، زمان جابجایی دستخوش آشفتگی می شود.» همین آشفتگی ها به پژوهشگران نشان می دهد که لکه ای در حال پیدایش است.
پژوهشگران با اندازه گیری و مقایسه ی میلیون ها "جفت نقطه" و زمان جابجایی میان آن ها می توانند ناهنجاری هایی را شناسایی کنند که نشان دهنده ی وجود یک شار مغناطیسی رو به رشد به همراه یک لکه ی خورشیدی آغازین است.
آنها دریافتند لکه های خورشیدی که در نهایت بزرگ تر دیده می شوند، با سرعت بیشتری به سطح می آیند تا لکه هایی که کوچک می مانند. لکه های بزرگ تر آنهاییند که آشفتگی های بزرگ تر را به وجود آورده اند، و زمان هشدار برای آن ها هم تقریبن یک روز خواهد بود. لکه های کوچک تر را می توان تا 2 روز پیش از نمایان شدنشان ردیابی کرد.
به گفته ی لونیدیس: «پژوهشگران مدت ها بود که می پنداشتند نواحی لکه ی خورشیدی ریشه در ژرفای درون خورشید دارند، ولی این که از طریق جریان های همرفت به سطح می آیند تاکنون آشکار نشده بود. ما اینک توانسته ایم 4 بار آن ها را با موفقیت آشکار کنیم و رد آن ها را در حال حرکت به سمت بالا با سرعتی بین 1,000 تا 2,000 کیلومتر بر ساعت بگیریم.»
یکی از هدف های بزرگ در پیش بینی آب و هوای فضا، دستیابی به زمانی 3 روزه برای هشدار توفان های قریب الوقوع خورشیدی است. به این ترتیب قربانیان احتمالی می توانند یک روز را صرف برنامه ریزی کنند، روز دیگر برنامه را اجرا کنند، و روز سوم را نیز در حاشیه ای امن به سر برند.
واژه نامه:
magnetic flux - solar storm - Sun - sunspot - magnetic field - Phil Scherrer - plasma - Michelson - Doppler Imager - Solar and Heliospheric Observatory - SOHO - Solar Dynamics Observatory satellite - Stathis Ilonidis - electronic clutter - acoustic wave - seismic wave - Junwei Zhao - photosphere -
