خورشید تا چه اندازه می‌تواند طغیان کند؟

خورشید قادر به انجام کارهای بزرگی است. در فوران‌های بزرگ، خورشید بارها ذرات و تشعشعات را به فضا پرتاب می‌کند. این بمباران خورشیدی می‌تواند برای زیرساخت‌های فنی روی زمین خطرناک باشد.

به نقل از یورک‌الرت، خورشید در سال ۱۸۵۹ قدرت خود را به نمایش گذاشت. طوفان خورشیدی که در جریان «رویداد کارینگتون»(Carrington Event) به زمین برخورد کرد، چنان قوی بود که شفق‌های قطبی تا دریای کارائیب قابل دیدن بودند و جرقه‌هایی از اداره تلگراف به هوا می رفتند.

اما آیا خورشید می‌تواند کارهایی بیشتر از این هم انجام دهد؟ آیا می‌تواند با شدت بیشتری فوران کند و ابرشراره‌ها را به وجود بیاورد؟ ابرشراره‌ها انفجارهای تابشی هستند که انرژی بیشتری را نسبت به تریلیون‌ها بمب هیدروژنی آزاد می‌کنند و تاکنون فقط به طور مستقیم در ستاره‌های دور دیده شده‌اند.

پژوهشگران موسسه پژوهش منظومه شمسی «ماکس پلانک»(Max Planck) در آلمان و «دانشگاه کلرادو»(CU Boulder) در آمریکا طی یک پژوهش مشترک به بررسی این پرسش‌ها پرداخته‌اند و شواهد بیشتری را از مهارت‌های فوران ستاره ما پیدا کرده‌اند.

میزان انرژی را که خورشید در طول یک شراره آزاد می‌کند، می‌توان فقط به طور مستقیم در بیرون از جو زمین اندازه‌گیری کرد یا به طور غیرمستقیم از داده‌ها و تصاویر کاوشگرهای فضایی به دست آورد. هر دو مورد تنها از آغاز عصر فضا در حدود ۷۰ سال پیش امکان‌پذیر بوده‌اند. از آن زمان تاکنون هیچ ابرشراره‌ای وجود نداشته اما این دوره صرفاً یک چشم به هم زدن در زندگی ستاره ۴.۶ میلیارد ساله ماست.

«ناتالی کریووا»(Natalie Krivova) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد خورشید نیز می‌تواند در فواصل زمانی طولانی، ابرشراره تولید کند. با وجود این، هیچ مدرک مستقیمی وجود ندارد.

چنین سرنخ‌هایی را می‌توان برای مثال، با نگاه به گروه همتای خورشید که شامل هزاران ستاره است یافت. پژوهشگران موسسه ماکس پلانک در اواخر سال ۲۰۲۴ توانستند نشان دهند که ابرشراره‌ها تقریباً هر قرن یک بار در ستاره‌هایی رخ می‌دهند که از نظر ویژگی‌های کلیدی شبیه به خورشید هستند.

بایگانی‌های طبیعی فعالیت‌های خورشیدی نیز به ماهیت طوفانی ستاره ما اشاره دارند. افزایش‌های ناگهانی، کوتاه‌مدت و فوق‌العاده قوی در غلظت ایزوتوپ‌های رادیواکتیو موجود در تنه درختان کهن یا در هسته‌های یخی لایه منجمد دائمی قطب شمال نشان می‌دهند که زمین در گذشته بارها در معرض بمباران شدید ذرات خورشیدی پرانرژی قرار گرفته است. مشخص نیست که آیا این فوران‌های شدید ذرات با ابرشراره‌ها همراه بوده‌اند یا خیر. خود یک شراره هر چقدر هم که قوی باشد، هیچ ردپای بلندمدتی را به جا نمی‌گذارد.

«والری واسیلیف»(Valeriy Vasilyev) از پژوهشگران این پروژه گفت: براساس وضعیت کنونی پژوهش‌ها می‌توان که فوران‌های شدید ذرات و به ‌ویژه شراره‌های شدید اغلب - اما نه همیشه - با هم رخ می‌دهند.

این گروه پژوهشی، رویکرد جدیدی را برای سنجش پتانسیل خورشید در فعالیت‌های خشونت‌آمیز در پیش گرفتند. آنها داده‌های رصدی جمع‌آوری‌شده توسط «رصدخانه پویایی‌شناسی خورشید» ناسا از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۶ را تجزیه و تحلیل کردند.

پژوهشگران در مرحله بعد، میزان انرژی آزادشده توسط ۳۰۰ نوع از قوی‌ترین شراره‌های رخ‌داده در این دوره را با اندازه منطقه فعال مربوطه در سطح مرئی خورشید مرتبط کردند. این مناطق، مناطقی هستند که میدان مغناطیسی در آنها به ویژه قوی و از نظر ساختار پیچیده است. مناطق فعال با لکه‌های خورشیدی - مناطق تاریک روی سطح خورشید - مرتبط هستند و نقاط شروع بالقوه‌ای برای فوران‌ها در نظر گرفته می‌شوند.

پژوهشگران در گام دوم، توجه خود را به بزرگترین لکه‌های خورشیدی شناخته‌شده‌ای که تاکنون ستاره ما را پوشانده‌اند، معطوف کردند. «تئودوسیوس چاتزیسترگوس»(Theodosios Chatzistergos) از پژوهشگران این پروژه گفت: لکه‌های خورشیدی حدود ۴۰۰ سال است که به طور سیستماتیک و منظم ثبت شده‌اند. آنها راه دیگری را برای بررسی تاریخ ستاره ما ارائه می‌دهند.

پژوهشگران براساس اندازه لکه خورشیدی توانستند اندازه منطقه فعال مرتبط و در نتیجه، قدرت یک فوران احتمالی را استنباط کنند. آنها به ویژه به موارد نادر و پراکنده با انرژی فوق‌العاده بالا علاقه‌مند بودند.

یکی از بزرگترین لکه‌های خورشیدی که خورشید از زمان آغاز مشاهدات سیستماتیک نشان داده است، لکه خورشیدی بزرگ آوریل ۱۹۴۷ بود. این لکه تقریباً ۰.۶ درصد از قرص خورشیدی قابل دیدن را پوشش می‌داد و قطر آن حدود ۴۰ برابر قطر زمین بود.

در آن زمان هیچ ابرشراره‌ای وجود نداشت اما این پژوهش جدید ثابت می‌کند که یک لکه خورشیدی با این اندازه می‌تواند در موارد آماری نادر باعث ایجاد یک ابرشراره شود. کریووا گفت: خورشید ما پتانسیل ایجاد ابرشراره را دارد و می‌تواند لکه‌های خورشیدی بزرگی را تولید کند که در اصل می‌توانند نقطه آغاز شدیدترین انفجارهای تابشی باشند.

این موضوع که آیا چنین ابرشراره‌ای واقعاً تاکنون در خورشید رخ داده یا خیر، همچنان یکی از اسرار ستاره ماست.

این پژوهش در مجله «Philosophical Transactions of the Royal Society A» به چاپ رسید.

منبع: ایسنا