از زمان های قدیم خورشید به عنوان نور و گرما، منبع حیات شناخته شده است. گیاهان توسط پرتوهای آن به زمین لنگر می زنند و بهار را به همراه برداشت های فراوان به ارمغان می آورند.
هنگامی که افسانه های چینی استفاده از آهنرباهای قطب نما را برای یافتن جهت شمال گسترش دادند، خود زمین دارای خواص عرفانی بود. در سال 1600، پس از قرن‌ها استفاده از قطب‌نمای غربی، ویلیام گیلبرت، پزشک شخصی ملکه الیزابت اول، کتابی در مورد آهن‌ربا منتشر کرد که کل زمین را نیز یکپارچه توصیف کرد.
جورج الری هیل اخترفیزیکدان آمریکایی با ساخت بزرگترین تلسکوپ جهان در اواسط قرن بیستم به شهرت رسید. هیل کار خود را با مطالعه خورشید آغاز کرد و با استفاده از نور قطبی شده، نشان داد که مناطق خاصی از خورشید به شدت مغناطیسی هستند و میدان هایی هزاران بار قوی تر از زمین هستند. این مغناطیس در مناطق تاریک به نام لکه های خورشیدی قوی ترین بود.
در قرن هفدهم، گالیله از تلسکوپ تازه توسعه یافته استفاده کرد تا نشان دهد که خورشید با لکه های خورشیدی پر شده است. او بسیاری از خواص آنها را مشاهده کرد، از جمله اینکه آنها نشان می دهند که خورشید هر ماه می چرخد و اندازه آنها در طول زمان تغییر می کند. اگرچه گالیله آزمایش هایی را با آهنرباها به شکل آهنرباهای مغناطیسی انجام داد که به عنوان قطب نماهای خام مورد استفاده قرار می گرفتند، اما مطمئناً ارتباطی با لکه های خورشیدی برقرار نکرد.
تغییرات مشاهده شده
لکه های خورشیدی توجه ستاره شناسان را به خود جلب کرد و با افزایش در دسترس بودن و کیفیت تلسکوپ ها، تا سال 1645 با دقت ردیابی شدند. علیرغم علاقه زیاد به آنها، ستاره شناسان نتوانستند لکه های خورشیدی را برای یک دوره 70 ساله که به عنوان حداقل Maunder شناخته می شود، شناسایی کنند.
سپس، در سال 1715، آنها به طور مرموزی شروع به ظهور کردند. در دوره پس از آن، لکه های خورشیدی در چرخه ای ظاهر می شوند و ناپدید می شوند که به نظر می رسد حدود 11 سال طول می کشد، به نام چرخه خورشیدی، با تعداد لکه های خورشیدی بین صفر تا صدها. تا سال 1859، تلاش‌ها برای توضیح چرخه‌های خورشیدی از طریق مرتبط کردن آنها با سایر پدیده‌های چرخه‌ای، به‌عنوان اخترشناسی طبقه‌بندی می‌شد، و ارتباطی بین آسمان و زمین را مطرح می‌کرد که واقعی نبود.
در سال 1859م ریچارد کارینگتون، صاحب آبجوسازی ثروتمند و ستاره شناس آماتور، در حال ترسیم لکه های خورشیدی بود که در کمال تعجب، یکی از آنها ناگهان از تاریکی به روشنایی تبدیل شد.
این “شعله خورشیدی” انفجاری تنها چند دقیقه طول کشید، اما در عرض دو روز طوفان قطبی و مغناطیسی عظیمی به نام رویداد کارینگتون را دنبال کرد. شفق‌های قطبی که معمولاً محدود به عرض‌های جغرافیایی نزدیک به قطب هستند، در سرتاسر جهان مشاهده شدند. فناوری آن روز تحت تأثیر قرار گرفت و سیستم‌های تلگراف بدون باتری کار می‌کردند یا در آتش می‌گشتند.
این بحث وجود دارد که چنین رویدادی چه تأثیری بر فناوری مدرن ما خواهد داشت، زیرا از آن زمان تاکنون هیچ یک به این بزرگی وجود نداشته است. با این حال، در سال 1859 بلافاصله مشخص نبود که خورشید و زمین واقعاً می توانند به هم متصل شوند، و بسیاری بر این باور بودند که شعله های خورشیدی و طوفان بعدی فقط به طور تصادفی مرتبط هستند.
اثرات مغناطیس خورشیدی
کشف هیل از مغناطیس خورشیدی حدود 50 سال پس از رویداد کارینگتون، همراه با سوابق نشان می دهد که شفق های قطبی یک چرخه 11 ساله مشابه چرخه خورشید دارند، اساس درک مدرن ما از “ارتباط خورشیدی-زمینی” را تشکیل دادند.
این اتصال عمدتا بر اساس مغناطیس است. خود لکه های خورشیدی انرژی مغناطیسی را ذخیره می کنند. فشار آن باعث می شود لکه های خورشیدی سردتر از مناطق مجاور سطح نور خورشید یا فوتوسفر و در نتیجه تیره تر باشند.
تحت شرایط مناسب، انرژی مغناطیسی می تواند به اشکال مختلف آزاد شود. فوران نور سفید مانند اره کارینگتون بسیار نادر است – اغلب انرژی مغناطیسی به اشعه ایکس تبدیل می شود.
گرانش نزدیک سطح خورشید حدود 30 برابر قوی تر از زمین است، بنابراین هر حرکتی که در اثر فوران ایجاد می شود به ندرت فرار می کند. درعوض، نواحی بالای لکه های خورشیدی می توانند ابرهای عظیمی از گاز را به فضا پرتاب کنند که «پرتاب جرم تاجی» نامیده می شود. اگر یکی به طور تصادفی به سمت سیاره ما شلیک شود، می تواند باعث طوفان شفق شود.
اگر مغناطیس ناحیه فعال اطراف لکه خورشیدی ابر گازی ایجاد کند که با جهت مغناطیسی خلاف جهت مغناطیسی کشف شده توسط گیلبرت در دهه 1600 به زمین می رسد، انرژی می تواند به منطقه نزدیک زمین سرازیر شود. این انرژی در سمت شب ذخیره می شود، نه سمتی که رو به خورشید است که از آن می آید و باعث ایجاد شفق های قطبی می شود.
اگر جهت مغناطیسی تراز نباشد، ممکن است به دلیل ابر گاز داغ و سریع، مقداری فشرده سازی وجود داشته باشد، اما چیز دیگری کم است. ما در حال حاضر در یک اوج غیرمنتظره بزرگ تعداد لکه‌های خورشیدی یا نزدیک آن هستیم، و این احتمال وجود دارد که همچنان شاهد طوفان‌های مغناطیسی بزرگی مانند طوفان‌های مغناطیسی در می 2024 باشیم. احتمالا حتی برای چند سال
زیبایی و خطر در این رویدادها ترکیب می شوند، اما مطمئناً مجذوب خود خواهند شد.
مارتین کانرز، استاد نجوم، ریاضیات و فیزیک، دانشگاه آتاباسکا
این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.
