پیش‌بینی شکل‌گیری لکه‌های خورشیدی

فرادید | سطح خورشید شامل افت و خیز متلاطمی از جاذبه، پلاسما و میدان مغناطیسی است و درست مانند آب و هوای روی زمین رفتاری غیر قابل پیش بینی دارد، اما با نگاهی دقیق‌تر می‌توان الگو‌هایی را در آن یافت. اولین الگویی که در سطح خورشید مشاهده شد، لکه‌های خورشیدی بود. لکه‌های خورشیدی توسط چند ستاره شناس باستانی مورد توجه قرار گرفتند، اما از دهه ۱۶۰۰ تاکنون به طور منظم مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

به گزارش فرادید؛ همچنان که ستاره شناسان لکه‌های مشاهده شده سالانه را می‌شمردند، دریافتند که خورشید سال‌های فعال و سال‌های غیر فعالی را پشت سر می‌گذارد. یک چرخه ۱۱ ساله با تعداد زیاد و کمی از لکه‌های خورشیدی وجود دارد. این الگو‌ها مشابه با فصل‌های گردباد در میانه غرب آمریکا و یا چرخه‌های ال نینو در اقیانوس آرام هستند.

در حالی که پیش بینی لکه‌های خورشیدی نسبتا ساده است، اما پیش بینی ظهور هر یک از آن‌ها به طور جداگانه چندان آسان نیست. یکی از چالش‌های مرتبط با پیش بینی لکه‌ها این است که ما نمی‌توانیم به طور مستقیم حسگر‌هایی روی سطح خورشید قرار دهیم. اندازه گیری میدان‌های مغناطیسی که عامل لکه‌های خورشیدی هستند، نیز دشوار است. اما ستاره شناسان آموخته اند که می‌توان خورشید را با استفاده از امواج صوتی مورد مطالعه قرار داد.

یکی از پروژه‌های مطالعاتی که خورشید را با استفاده از امواج صوتی مطالعه می‌کند، گروه شبکه جهانی نوسان GONG است. این گروه مجموعه‌ای از شش تلسکوپ خورشیدی است که حرکت سطح خورشید را به طور ۲۴ ساعته میسنجد. ارتعاشات سطح خورشید به دلیل امواج صوتی که از درون آن می‌گذرند، ایجاد میشود.

مطالعه خورشید از این طریق لرزه‌شناسی خورشید نام دارد، در حالی که این روش برای مطالعه قسمت‌های داخلی خورشید استفاده می‌شده است، امواج صوتی تحت تاثیر عارضه‌های سطحی خورشید از جمله لکه‌های خورشیدی قرار می‌گیرند و اخیرا تیم GONG از این عارضه برای پیش بینی یکی از آن‌ها استفاده کرد. حدود یک هفته پیش تیم GONG متوجه شد که ارتعاشات امواج صوتی خورشید توسط یک عارضه از سمت دیگر خورشید مختل شده است.

آن‌ها قادر نبودند این عارضه را ببینند، اما این پدیده با ظهور لکه‌های خورشیدی هماهنگی داشته است؛ بنابراین تیم تحقیقات پیش بینی کرد که خوشه‌ای از لکه‌های خورشیدی در حوالی روز شکرگذاری (آخرین چهارشنبه‌ی ماه نوامبر۔ ۵ آذر) قابل مشاهده است. سپس معلوم شد که حق با آن‌ها بوده است. این نوع از پیش بینی‌ها بسیار مفید هستند، زیرا لکه‌های خورشیدی بزرگ اغلب با فعالیت‌های دیگر مانند شراره‌های خورشیدی هم زمان هستند.

شراره‌های خورشیدی قوی می‌توانند ماهواره‌های مدرنی مانند GPS را مختل کنند و در شدیدترین حالت می‌توانند شبکه‌های الکترونیکی ما را نیز تهدید کنند. پیش بینی این حوادث از چند روز قبل به ما این فرصت را می‌دهد تا اثرات آن‌ها را کاهش دهیم.

لکهٔ خورشیدی رویدادی موقت بر روی سطح خورشید (نورسپهر/فوتوسفر) است که به‌صورت لکه‌هایی تاریک‌تر از نواحی اطراف آن‌ها به‌وسیلهٔ فعالیت‌های شدید شار مغناطیسی که مانع از انتقال گرما می‌شود به وجود می‌آید. این لکه‌ها به علت کاهش درجهٔ حرارت سطح خورشید در آن ناحیه‌ها به وجود می‌آیند. لکه‌های خورشیدی دارای قطر‌هایی به ابعاد ۱۶ کیلومتر (۱۰ مایل) تا ۱۶۰٬۰۰۰ کیلومتر (۱۰۰٬۰۰۰ مایل) هستند و بزرگ‌ترین آن‌ها بدون تلسکوپ هم قابل مشاهده است.

اگرچه این ناحیه‌ها هنوز درجهٔ حرارتی در حدود ۳٬۰۰۰-۴٬۵۰۰ کلوین دارند، تفاوت دمای این ناحیه‌ها با مواد پیرامون؛ حدود ۵٬۸۰۰ کلوین، به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده شوند، همچون بدنه‌ای که از شدت گرما سیاه شده باشد (تقریباً نزدیک نورسپهر) این تابعی از T (دما) به توان چهارم است. اگر یک لکه خورشیدی از نورسپهر/فوتوسفر جدا شود می‌تواند قوس الکتریکی درخشانی را به وجود بیاورد.

لکهٔ خورشیدی، در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج‌های خورشیدی و رخداد‌های قطع ارتباط نیز هستند. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پس‌زنی تودهٔ تاج سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقهٔ گروه‌های لکه قابل رؤیت خورشید دارند. پدیده‌های مشابهی که به‌طور غیرمستقیم در ستاره‌ها نیز رصد شده‌اند عموماً لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه‌گیری شده‌اند.

احتمالا مغناطیس بسیار قوی خورشید از داخل خورشید بیرون می‌جهد و در نقطه‌ای که توده بار مغناطیسی از خورشید خارج و سپس دوباره داخل آن می‌شود یک جفت لکه ایجاد می‌گردد. لکه‌های کوچک در عرض چند ساعت از بین می‌روند، اما لکه‌های بزرگ می‌توانند خیلی بیشتر عمر کنند و طول لکه‌های کوچک ۳۰۰۰km است در حالیکه بیشتر لکه‌ها تقریباً به بزرگی زمین می‌باشند و لکه‌های بسیار بزرگ تا ۱۵۰۰۰۰km می‌رسند.

لکه‌های خورشیدی می‌توانند در ارتباطات رادیویی دخالت بکنند ذرات الکتریکی بوسیله شراره‌ها و انفجار‌های نزدیک لکه‌ها به فضا پرتاب می‌شوند. الکتریسیته خورشیدی که در این توفان‌ها به حرکت در می‌آیند بخش بالایی جو زمین را تغییر می‌دهند در این مواقع ممکن است متوجه محو شدن امواج رادیویی با برد بلند شویم.

بزرگی و طول عمر لکه‌ها متغیر است اکثر لکه‌ها طول عمر کمتر از یک روز دارند، ولی لک‌های بزرگتر می‌توانند تا ۷۰ روز دوام داشته باشند. هر لک در مرحله اول به صورت یک منفذ کوچک دیده می‌شود که تقریبا ۲۰۰۰ کیلومتر قطر آن است.

این منفذ‌ها بزرگتر شده و به سرعت به لک‌های کوچکی تبدیل می‌شوند و معمولا در ظرف یک روز از بین می‌روند، ولی بعضی از لک‌های بزرگی که چند برابر از زمین بزرگتر هستند تبدیل می‌گردند. از مطالعه بیناب لکه‌ها می‌توان درجه حرارت مؤثر آن‌ها را درحدود ۴۵۰۰ درجه تخمین زد.

منبع: universetoday