مقاله ششم
6
10 signs the sun is gearing up for its explosive peak — the solar
maximum Some
experts believe the upcoming solar maximum could be more active and arrive
sooner than previously expected. Here
are 10 signs that they are right. Roughly every 11 years, the
sun
slowly transitions from solar minimum, when our star is a smooth and calm ball
of plasma, to solar maximum, when it becomes a chaotic, fiery mass littered
with dark, planet-size sunspots that spew out solar storms. During solar
maximum, the likelihood of Earth being bombarded by these stellar storms goes
up dramatically. And such solar storms can mess with radio signals, power
infrastructure, space missions and satellites in low-Earth orbit.
Scientists initially believed the next solar maximum would likely arrive
sometime in 2025 and that the peak in solar activity would be just as
underwhelming as the last, below-average solar maximum. But in an explosive
twist, experts revealed to Live Science that the solar maximum could likely
arrive sooner and be more powerful than previously forecast.
From rising sunspot numbers to bizarre plasma structures and enormous solar
storms, here are 10 signs the solar maximum is closer than you think. A time-lapse image of two major
sunspot groups moving across the surface of the sun between Dec. 2 and Dec. 27,
2022. (Image credit: Şenol Şanlı) The main way scientists track solar cycle progression is by
counting the number of sunspots on our home star's surface. These
dark patches are a sign that the sun's magnetic field is getting tangled, which ramps up
solar activity.
But since the current solar cycle began, the number of visible sunspots
on the sun has far exceeded the number predicted by initial
forecasts from
scientists at NASA and the National Oceanographic and Atmospheric
Administration (NOAA).
The observed number of sunspots has outpaced predictions for 27 months
in a row. The first
major sunspot spike occurred in December 2022, when the sun reached an eight-year sunspot peak. And in January 2023, scientists
observed more than twice as many sunspots as NASA and NOAA had predicted .X-class
flare frequency. A clip of an X-class solar flare erupting from the sun on Feb. 17 followed by a
'solar tsunami' that is visible as a faint shockwave in the surrounding region. Solar
flares are bright flashes of light and radiation launched
from sunspots. Sometimes they're accompanied by enormous, magnetized clouds of
fast-moving particles, known as coronal
mass ejections (CMEs). The most powerful solar flares
are X-class flares, which are the least common type, followed by M-class and
C-class blasts: All three happen more often during a solar maximum. The number
of X-class flares is on the rise. There have already been eight of these
enormous flares in 2023, including a surprise
X-class flare from the sun's far side in January, and another
in February that launched a CME directly
at Earth, triggering radio blackouts. In comparison, there
were only seven X-class flares in the whole of 2022 and two in 2021. The
total number of X-class, M-class and C-class flares has also spiked: In 2021,
there were around 400 of these flares; in 2021, there were around 2,200;and so
far in 2023, there have already been around 1,500, according to SpaceWeatherLive.com.
Geomagnetic storm bombardment Photographer Dakota
Snider caught the auroras from his airplane window during a G4 geomagnetic
storm on March 24.
(Image credit: Dakota Snider)
A geomagnetic storm is a disruption to Earth's magnetic field caused by
CMEs or solar wind bashing into the upper atmosphere. These storms often
trigger vibrant aurora displays.
Geomagnetic storms come in four classes, from the weakest, G1, up to the most
severe, G4. G3 and G4 storms can cause radio blackouts that blanket half of the
planet for several hours and cause problems for satellites in low-Earth orbit. So
far in 2023, two G3 storms and three G4 storms have bombarded Earth. For
context, there were only two G3 storms and no G4 storms in 2022 and only one of
each in 2021, according to SpaceWeatherLive.com.
One of the 2023 storms, which occurred on March 24, was the most
powerful geomagnetic storm to hit Earth in more than six years
and triggered auroras across more than 30 U.S. states, as well as unusual
optical phenomena including the aurora-like
phenomena STEVE in the U.S. and a blood
red arc, known as a stable auroral red arc (SAR), in
Denmark.
Thermosphere temperatures rising Vibrant auroras
shine during a geomagnetic storm.
(Image credit: Shutterstock)
The
increase in geomagnetic storms has also caused
temperatures to sharply climb in the thermosphere
— the second highest layer in the atmosphere. Molecules of gas in the
thermosphere absorb a storm's excess energy, then emit that energy as infrared
radiation, cooling the thermosphere back down. But this year, because the
storms are coming back to back, the gas has not had a chance to cool, experts
told Live Science.The thermosphere naturally warms and cools in conjunction
with the solar cycle.
To find out more about the upcoming solar maximum and how it might impact Earth, check out our new feature
علامات نزدیکی قله انفجاری خورشید(حداکثر خورشیدی)
برخی از کارشناسان بر این باورند که حداکثر خورشیدی آینده می تواند فعال تر باشد و زودتر از آنچه قبلاً انتظار می رفت فرابرسد. در اینجا 10 علامت وجود دارد که نشان می دهد حق با آنهاست.
تقریباً هر 11 سال، خورشید به آرامی از حداقل خورشیدی –یعنی زمانیکه ستاره ما یک توپ پلاسمایی صاف و آرام است- به حداکثر خورشیدی تغییر می کند، زمانی که تبدیل به یک توده آشفته و آتشین مملو از لکه های خورشیدی تاریک(کلف های خورشیدی) به اندازه سیاره ما می شود، که طوفان های خورشیدی را بیرون می ریزند. در طول حداکثر خورشیدی، احتمال بمباران زمین توسط این طوفان های ستاره ای به طور چشمگیری افزایش می یابد. و چنین طوفانهای خورشیدی میتوانند سیگنالهای رادیویی، زیرساختهای نیرو، مأموریتهای فضایی و ماهوارههای مدارهای پایین تر را مختل کنند. دانشمندان ابتدا بر این باور بودند که حداکثر خورشیدی بعدی احتمالاً در سال 2025 فرا خواهد رسید و اوج فعالیت خورشیدی لااقل به اندازه آخرین ماکزیمم خورشیدی و کمتر از حد متوسط خواهد بود. اما در یک پیچ و تاب انفجاری، کارشناسان Live Science فاش کردند که حداکثر خورشیدی احتمالاً زودتر میرسد و قدرتمندتر از پیشبینیهای قبلی است.
در اینجا 10 نشانه، از افزایش تعداد لکههای خورشیدی گرفته تا ساختارهای پلاسمایی عجیب و غریب و طوفانهای خورشیدی عظیم، وجود دارد که نشان میدهد ماکزیمم خورشیدی از آنچه فکر میکنیم نزدیکتر است.
تصویر تایم لپس از دو گروه اصلی لکه های خورشیدی در حال حرکت در سطح خورشید
بین 2 دسامبر و 27 دسامبر 2022 / (اعتبار تصویر: شنول شانلی)
روش اصلی دانشمندان برای ردیابی پیشرفت چرخه خورشیدی، شمارش تعداد لکه های خورشیدی در سطح ستاره منظومه ما است. این لکه های تیره نشانه ای از درهم پیچیده شدن میدان مغناطیسی خورشید هستند که فعالیت خورشیدی را افزایش می دهند. و از زمانی که چرخه کنونی خورشیدی(سیکل بیست
وپنجم) آغاز شد، تعداد لکه های خورشیدی قابل مشاهده روی خورشید بسیار بیشتر از تعداد پیش بینی شده توسط دانشمندان ناسا و اداره ملی اقیانوس شناسی و جوی (NOAA) بوده است.
تعداد لکه های خورشیدی مشاهده شده درطی 27 ماه متوالی از پیش بینی ها پیشی گرفته است.
اولین لکه های خورشیدی بزرگ در دسامبر 2022 رخ داد، زمانی که خورشید به اوج لکه های خورشیدی هشت ساله رسید. و در ژانویه 2023، دانشمندان بیش از دو برابر تعداد لکه های خورشیدی را مشاهده کردند که ناسا و NOAA پیش بینی کرده بودند.
فرکانس مشعل (شراره خورشیدی) کلاس X
کلیپی از فوران خورشیدی کلاس X در 17 فوریه 2023 و به دنبال آن یک "سونامی خورشیدی" که به عنوان یک موج شوک ضعیف در منطقه اطراف قابل مشاهده است. ( اعتبار تصویر: ناسا / رصدخانه دینامیک خورشیدی SDO)
شراره های خورشیدی فلاش های درخشان نور و تابش هستند که از لکه های خورشیدی پرتاب می شوند. گاهی اوقات آنها با ابرهای عظیم و مغناطیسی از ذرات متحرک سریع همراه هستند که به عنوان پرتاب جرم تاجی (CME) شناخته می شوند.
قویترین شرارههای خورشیدی، شرارههای کلاس X هستند که تقریباً نادر بوده و میانگین تعدادشان نسبت به سایر مشعل
های کلاس های دیگر، کمتر است. و پس از آن انفجارهای کلاس M و کلاس C قرار دارند: هر سه این مشعل ها(کلاس X - کلاس M - کلاس C ) بیشتر در طول حداکثر خورشیدی اتفاق میافتند. اما هم اکنون تعداد فِلِرها(شراره ها – مشعل ها) که از نوع کلاس X می باشند در حال افزایش است. تاکنون هشت مورد از این شعله های عظیم در سال 2023 رخ داده است، از جمله یک جرقه غافلگیرکننده کلاس X از سمت دور خورشید در ژانویه، و دیگری در فوریه که CME را مستقیماً به زمین پرتاب کرد و باعث خاموشی رادیو شد.(منظور ارتباطات وسائل
الکترونیکی و امواج رادیوئی است)در مقایسه، تنها هفت فلر کلاس X در کل سال 2022 و دو عدد نیز در سال 2021 وجود داشت.تعداد کل مجموع فلرهای کلاس X، کلاس M و کلاس C نیز افزایش یافته است:
در سال 2021، حدود 400 مورد از این نوع وجود داشت.در سال 2022، حدود 2200 مورد وجود داشت.
وتا کنون در سال 2023، طبق گفته SpaceWeatherLive.com، حدود 1500 مورد بوده است.
عکاس : داکوتا اسنایدر – او شفق های قطبی را از پنجره هواپیمای خود در طی یک طوفان ژئومغناطیسی
G4 (درجه 4) در 24 مارس 2023 شکار کرد.
(اعتبار تصویر: داکوتا اسنایدر)
طوفان ژئومغناطیسی یک اختلال در میدان مغناطیسی زمین است که توسط CME ها یا بادهای خورشیدی که به اتمسفر فوقانی برخورد می کنند، ایجاد می شود. این طوفانها اغلب باعث ایجاد نمایشهای پر جنب و جوش شفقی (شفق های قطبی) میشوند. طوفان های ژئومغناطیسی در چهار دسته قرار می گیرند؛“ G4 – G3 – G2 – G1 “ که ضعیف ترین آنها G1 و شدیدترین آنها G4 می باشند.
طوفانهای مغناطیسی درجه G3 و G4 میتوانند باعث خاموشی رادیویی و همچنین قطع
ارتباطات شوند که نیمی از سیاره را برای چندین ساعت پوشش میدهد و برای ماهوارههای موجود در مدارهای پایینی زمین مشکلاتی ایجاد میکند. تاکنون در سال 2023، دو طوفان G3 و سه طوفان G4 زمین را بمباران کرده اند. طبق گزارش SpaceWeatherLive.com، برای زمین، تنها دو طوفان G3 و صفر طوفان G4 در سال 2022 و تنها یک G3 و یک G4 در سال 2021 گزارش شده است. یکی از طوفانهای سال 2023 که در 24 مارس رخ داد، قویترین طوفان ژئومغناطیسی بود که در بیش از 6 سال گذشته به زمین برخورد کرد. این طوفان مغناطیسی
که از درجه G4 بود باعث شد که نورقطبی(شفق قطبی) در بیش از 30 ایالت آمریکا مشاهده شود و همچنین پدیدههای نوری غیرمعمول -از جمله پدیده شفقهای قطبی STEVE در ایالات متحده و همچنین یک قوس قرمز خونی، معروف به کمان قرمز شفق قطبی پایدار (SAR)در دانمارک- و همچنین افزایش دمای ترموسفر را سبب ساز شود.
افزایش دمای
ترموسفر وشفق های قطبی پر جنب و جوشی که در طول یک طوفان ژئومغناطیسی می درخشند
( اعتبار تصویر: Shutterstock )
افزایش طوفان های ژئومغناطیسی همچنین باعث افزایش شدید دما در ترموسفر -دومین لایه مرتفع جَو- شده است. مولکولهای گاز موجود در ترموسفر انرژی اضافی طوفان را جذب میکنند، سپس آن انرژی را به صورت تشعشع مادون قرمز ساطع مینمایند و ترموسفر را به سمت پایین خنک میکنند. اما کارشناسان به Live Science گفتند امسال، چون طوفان ها پشت سر هم می آیند، گاز موجود در ترموسفر فرصتی برای خنک شدن نداشته است. ترموسفر به طور طبیعی در ارتباط با چرخه خورشیدی گرم و سرد می شود. اما اوج دمای ترموسفر که در ماه مارس رخ داد، تقریباً بالاترین میزان برای یک بازه زمانی 20 ساله بود و این خود یک نشانه قوی است که به ما یادآور می شود
که چرخه فعلی خورشیدی (سیکل 25 )، فعال تر از چرخه قبلی (سیکل 24) است.
همانطور که ترموسفر گرم میشود، منبسط نیز میشود و این عاملیست که میتواند نیروی کششی بیشتری برای ماهوارهها در مدار پایین زمین ایجاد کند و آنها را از موقعیت خارج نماید. این امر احتمال برخورد یا سقوط ماهواره ها از مدار را در طول حداکثر خورشیدی افزایش می دهد.
"تصویر شگفت انگیزی از خورشید گرفتگی کامل 20 آوریل 2023 برفراز استرالیا"
در میانه این خورشید گرفتگی یک پرتاب جرم تاجی(CME) از خورشید صورت می گیرد.
(اعتبار تصویر: پیتر هورالک – ژوزف
کوژووال –
میلان هیلوواچ)
و اما در 20 آوریل 2023، یک "کسوف ترکیبی" نادر در آسمان بالای استرالیا رخ داد که به ناظران فرصتی داد تا به تاج خورشید -بیرونی ترین بخش جَو ستاره منظومه شمسی- که از پشت سایه ماه در آسمان تاریک بیرون می زند، نگاه کنند.
درطول این خورشید گرفتگی،گروهی از عکاسان از تجمیع صدها عکس از این رویداد، یک تصویر ترکیبی خیره کننده تهیه کردند.تصویری که آنها تهیه کرده بودند، رشته های شبح مانند کرونا را از جریانهای پرتاب شده به بیرون از خورشید نشان می دهد که بسیار گسترده تر و بزرگتر از آن چیزی بود که آنها انتظار داشتند.این هم علامت دیگری است که نشان می دهد خورشید از آنچه در ابتدا تصور می شد به حداکثر خورشیدی نزدیکتر است.برای نمود بیشتر وضعیت بیقرار خورشید و تایید این مدعا، همین کافیست که دقیقاً در هنگام وقوع کسوف، خورشید یک CME بزرگ را به بیرون پرتاب کرد که به وضوح در تصویر قابل مشاهده است.
یک "گردباد خورشیدی" غول پیکر بین 15 مارس و 18 مارس بر فراز سطح خورشید برخاسته است.
(اعتبار تصویر: NASA/SDO - استیو اسپالتا)
همانطور که میدان مغناطیسی خورشید بیشتر درهم و ناپایدار می شود، پلاسمای ستاره نیز کمتر به سطح محدود می شود و اغلب می تواند بدون هشدار فوران کند. در ماه مارس 2023، خیزش چنین حجمی از پلاسمای خورشید تبدیل به
یک "گردباد خورشیدی" غول پیکر شد که به اندازه 14 زمین روی هم چیده شده عظمت داشت و به مدت سه روز بر روی سطح خورشید بیداد کرد.
این مخروط چرخان زمانی تشکیل شد که یک حلقه پلاسمایی نعل اسبی در یک میدان مغناطیسی که به سرعت در حال چرخش بود گرفتار شد.این گردباد آتشین در اوج به 111000 مایل (178000 کیلومتر) بالای سطح خورشید رسید که تقریباً دو برابر اندازه متوسط گردبادهای خورشیدی مشاهده شده قبلی است.
آبشار پلاسمای آتشین.
تصویری نزدیک از یک دیوار عظیم پلاسمای در حال سقوط، که به عنوان برجستگی تاج قطبی شناخته میشود،
در بالای سطح خورشید در 9 مارس. (اعتبار تصویر
:ادواردو ساشابرگ پواپئو)
دانشمندان اخیراً منظره غیرمعمول دیگری را بر روی سطح خورشید مشاهده کردند: یک "آبشار پلاسما" که به عنوان برجستگی تاج قطبی (PCP) نیز شناخته می شود، که در 9 مارس از سطح خورشید بالا رفت و سپس پلاسما را دوباره به ستاره باراند.PCP ها، فوران های کوچکی هستند که توسط میدان مغناطیسی خورشید به دام می افتند و قبل از اینکه بتوانند به فضا فرار کنند به سمت سطح خورشید کشیده می شوند.این آبشارهای کمیاب فقط در نزدیکی قطب های مغناطیسی خورشید شکل می گیرند، جایی که میدان مغناطیسی ستاره قوی ترین بخش خورشید است. اینPCP در اوج خود به 62000 مایل (100000 کیلومتر) بالای سطح خورشید رسیدکه معادل هشت زمین است که روی هم چیده شده اند.
گرداب قطبی عظیم.
در 2 فوریه 2023، یک تصویر ماهواره ای رشته حلقه ای از پلاسما را نشان می دهد که از خورشید جدا شده و گردابی را در اطراف قطب شمال ستاره تشکیل می دهد. (اعتبار تصویر: ناسا/ رصدخانه دینامیک خورشیدی SDO)
در ادامه روند پدیده های عجیب و غریب اخیر که در
خورشید رخ داد، در تاریخ 2 فوریه هاله ای غول پیکر از پلاسمای به سرعت در حال چرخش، به نام "گرداب قطبی"، حدود هشت ساعت در اطراف قطب شمال خورشید چرخید. گردابی که قبلاً دیده نشده بود، زمانی ایجاد شد که یک شاخک عظیم از پلاسما در اتمسفر خورشید شکسته شد و به سمت خورشید برگشت، مشابه نحوه تشکیلPCP .اما دانشمندان دقیقاً نمی دانند که چرا پلاسما برای مدت طولانی بالای سطح خورشید باقی مانده است. در آن زمان، کارشناسان خاطرنشان کردند که رویدادهای پلاسمایی عجیبی مانند این تمایل دارند در حدود حداکثر خورشیدی اتفاق بیفتند.
CME پروانه ای شکل.
یک تایم لپس از بال های پلاسمایی پروانه CME که به سرعت باز می شوند.
اعتبار تصویر: ناسا/رصدخانه خورشیدی و هلیوسفر
اخیراً تعداد CME هایی که به بیرون از خورشید پرتاب می شوند همراه با تعداد شراره های خورشیدی افزایش یافته است. اما یکی از برجستهترین این نمونههای بصری، "CMEپروانهای" عظیمی بود که در 10 مارس فوران کرد."بال پروانه" به این دلیل ظاهر شد که CME در سمت دور خورشید منفجر شد، به این معنی که بخش بزرگی از انفجار خارج از دید بود.در نتیجه، کارشناسان مطمئن نیستند که این انفجار واقعا چقدر قوی بوده است. خوشبختانه، CME از زمین دور شد. با این حال، کارشناسان پیشبینی کردند که ابر کیهانی ممکن است به عطارد برخورد کرده باشد و غبار و گاز را از نزدیکترین سیاره به خورشید به دلیل میدان مغناطیسی ضعیف آن جدا کند.
ستون پلاسما به طول 1 میلیون مایل.
تصویر ترکیبی با رنگ کاذب از پرتاب توده تاجی، به طول حدود 1 میلیون مایل، دور از خورشید در 24 سپتامبر 2022
(اعتبار تصویر: اندرو مک کارتی)
یکی از اولین علاماتی که ظاهر شد پرتاپ یک توده عظیم پلاسمای خورشیدی
بود که در حدود یک میلیون و ششصد هزار کیلومتر از خورشید فاصله گرفت! این یکی از ده علامتی است که نشان میدهد فعالیت خورشیدی در حال افزایش است.این توده عظیم پلاسما در سپتامبر 2022 پس از یک CME به فضا پرتاب شد.
اندرو مک کارتی، عکاس نجومی، تصویر این ستون پلاسما را از ادغام صدها هزار عکس جداگانه در یک تصویر ترکیبی با جزئیات خیره کننده ثبت کرد.
این ستون آتشین عظیم به حدود 1 میلیون مایل (1.6 میلیون کیلومتر) بالای سطح خورشید رسید و با سرعتی در حدود 100000 مایل در ساعت (161000 کیلومتر در ساعت) حرکت کرد.
مک کارتی در آن زمان به لایو ساینس گفت:"هنگامیکه به سمت حداکثر خورشیدی پیش می رویم، تعداد بیشتری از این موارد را خواهیم دید. او افزود که توده های پلاسما نیز احتمالا به تدریج بزرگتر خواهند شد."
پایان 6 مقاله گزینش شده از Yahoo science و Live science