موجی از پرتوهای کیهانی در راهست!

* پرتوهای کیهانی بد هستند- و دارند بدتر هم می‌شوند. این نتیجه‌ی پژوهش تازه‌ایست که در نشریه‌ی اسپیس ودر منتشر شده است.

فاطمه رحمانی‌فرد، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش از مرکز علوم فضایی دانشگاه نیوهمپشر می‌گوید: «در چرخه‌ی بعدی خورشید شاید افزایشی تا ۷۵ درصد را در پرتوهای کیهانی ببینیم. این افزایش، مدت زمانی را که فضانوردان می‌توانند با آسودگی در فضای میان‌ستاره‌ای بگذرانند محدود می‌کند.»

پرتوهای کیهانی بلای جان فضانوردانند. آنها ذراتی پرانرژی از ژرفای فضا هستند که توسط انفجارهای ابرنواختری و دیگر رویدادهای سهمگین کیهانی گسیلیده شده و از همه‌ی جهت‌ها می‌آیند. بدنه‌ی هیچ فضاپیمایی نمی‌تواند سپری در برابر پرانرژی‌ترین پرتوهای کیهانی شود و اگر فضانوردی  پا از سامانه‌ی زمین-ماه بیرون بگذارد، خود را با خطرِ آنها روبرو خواهد کرد.

چرخه‌ی لکه‌های خورشیدی از دهه‌ی ۱۹۵۰ به این سو رو به ضعیف شدن گذاشته.

در دهه‌ی ۱۹۹۰، فضانوردان بر پایه‌ی محدودیت‌های ایمنی پرتوی ناسا می‌توانستند تا ۱۰۰۰ روز در فضا باشند. دیگر این گونه نیست. در این پژوهش تازه آمده که پرتوهای کیهانی می‌توانند این محدودیت را تا ۲۹۰ روز برای یک فضانورد مرد ۴۵ ساله، و ۲۰۴ روز برای یک فضانورد زن پایین بیاورند (این تفاوت به دلیل یکسان نبودنِ خطرها برای دستگاه تناسلی زن و مرد است).

چرا پرتوهای کیهانی دارند شدت میگیرند؟ خورشید را سرزنش کنید! میدان مغناطیسی خورشید یک حباب محافظ به گرد کل سامانه‌ی خورشیدی درست کرده که به طور معمول همچون سپری از ما در برابر پرتوهای کیهانی نگهبانی می‌کند. ولی در دهه‌های گذشته این سپر ضعیف‌تر شده- نتیجه‌ی چرخه‌ی کَندوپاشِ یا اُسپرانی خورشیدی (sputtering).

فعالیت خورشید مانند گذشته نیست. ازدهه‌ی ۱۹۵۰ تا دهه‌ی ۱۹۹۰، خورشید به طور منظم بیشینه‌های خورشیدی شدید با لکه‌های فراوان و میدان‌های مغناطیسی نیرومند خورشیدی تولید می‌کرد. اکنون به نقشه‌ی نخست نگاه کنید. چرخه‌ی ۱۱ ساله‌ی خورشید از بیشینه‌ی اواخر سده‌ی بیستم رو به ضعیف شدن گذاشته و میدان مغناطیسی خورشید هم با آن ضعیف شده.

[نوشته‌ای در همین باره که سال ۲۰۱۱ در وبلاگ "یک ستاره در هفت آسمان" خواندید: *آیا خورشید به خواب می‌رود؟]

به باور رحمانی‌فرد و همکارانش، شاید ما داریم وارد یک "کمینه‌ی بزرگ" (Grand Minimum) می‌شویم -یک کاهش آهسته و درازمدت در چرخه‌ی ۱۱ ساله‌ی خورشید، که می‌تواند شمار لکه‌های خورشیدی را تا دهه‌ها ناچیز کند. پرآوازه‌ترین نمونه از چنین کمینه‌ای، "کمینه‌ی ماندر" (Maunder Minimum) در سده‌ی ۱۷ میلادی است که در آن، لکه‌های خورشیدی عملا تا ۷۰ سال ناپدید شدند.

رحمانی‌فرد با تاکید می‌گوید: «ما در یک کمینه‌ی ماندر نیستیم. شرایط کنونی بیشتر همانند "کمینه‌ی دالتون" (۱۷۹۰ تا ۱۸۳۰) یا "کمینه‌ی گلایسبرگ" (۱۸۹۰ تا ۱۹۲۰) است.» این "کمینه‌های بزرگ" کوچک‌تر از کمینه‌ی ماندر بودند و اگرچه چرخه‌ی خورشید در آنها ضعیف شد، ولی به طور کامل بیجان نشد.

مقایسه‌ای که رحمانی‌فرد و همکارانش میان کمینه‌های دالتون و گلاسبرگ (بالا) با وضعیت کنونی خورشید (پایین) انجام داده‌اند

پژوهشگران سال‌هاست که به دیده‌بانی پرتوهای کیهانی به کمک دستگاه کریتر (تلسکوپ پرتوهای کیهانی برای اثر پرتوها، CRaTER) می‌پردازند، حسگری در فضاپیمای مدارگرد شناسایی ماه ناسا (ال‌آراو) که به گرد ماه می‌چرخد. داده‌های تازه نشان می‌دهند که پرتوهای کیهانی به سطح‌های بسیار بالایی رسیده‌اند- بالاترین سطح‌ها از زمان پرتاب ال‌آراو در ۲۰۰۹ تاکنون.

رحمانی‌فرد میگوید: «ما تازه‌ترین خوانش‌ها را از دستگاه کریتر گرفته‌ایم و آنها را تا درون چرخه‌ی ۲۵ (چرخه‌ی خورشیدی بعدی) برون‌یابی کردیم.»«ما پی بردیم که دوزهای تابشی احتمالا از مقدار ۳۴ درصد برای کمینه‌ای مانند گلایسبرگ بالاتر رفته و به ۷۵ درصد برای کمینه‌ای مانند دالتون خواهد رسید.»

برای فضانوردان این پرسش پیش می‌آید:  در ۲۰۰ روز چقدر کار می‌توان کرد؟ پرتوهای کیهانی می‌توانند ماموریت‌های فضایی آینده را به تنها ۶ یا ۷ ماه محدود کنند، که احتملا برای سفر به بهرام (مریخ) بسیار کوتاه است. کاوش‌های ماه می‌تواند امن‌تر باشد زیرا پیکره‌ی خود ماه جلوی تابش را می‌گیرد. ولی پژوهشگران برای فضای میان‌سیاره‌ای هشدار می‌دهند: «یک یا دو دهه‌ی آینده می‌توانند خطرناک‌تر از چیزی باشند که تاکنون فهمیده‌ایم.»

--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:
cosmic rays - Space Weather - solar cycle - Fatemeh Rahmanifard - University of New Hampshire - Space Science Center - astronaut - supernova - Earth - Moon - NASA - reproductive organ - sun - magnetic field - solar system - sputtering - Solar Maxima - sunspot - Grand Minimum - Maunder Minimum - Dalton minimum - Gleissberg minimum - CRaTER - Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation - sensor - Lunar Reconnaissance Orbiter - LRO - Solar Cycle 25 - Mars

منبع: spaceweather
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان