خورشید در آستانه غرشی قوی‌تر از میلیاردها بمب اتمی

گجت نیوز: بر اساس آخرین اخبار علمی، مطالعات جدید با بهره‌گیری از روش‌های نوین نشان می‌دهند ستارگانی شبیه به خورشید ما به طور متوسط هر صد سال یکبار شاهد فوران‌های قوی‌تر از صدها بمب اتمی موسوم به ابرشراره (Superflare) هستند. این یافته‌ها این پرسش را مطرح می‌کنند که آیا خورشید ما نیز در آینده‌ای نزدیک ممکن است چنین رویداد شدیدی را تجربه کند؟

خورشید در آستانه فوران‌هایی قوی‌تر از میلیاردها بمب اتمی است

تا پیش از این، بر اساس مشاهدات انجام شده روی ستارگان مشابه خورشید، تصور می‌شد ابرشراره‌ها با فاصله زمانی چند هزار سال یکبار رخ می‌دهند. اما مطالعه‌ای جدید که بر روی ۵۶ هزار ستاره مشابه خورشید صورت گرفته، این باور را به چالش کشیده است. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که ستارگانی مانند خورشید ما، ممکن است بسیار بیشتر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، یعنی تقریباً هر صد سال یکبار، شاهد وقوع فوران‌های عظیمی قوی‌تر از میلیاردها بمب اتمی باشند.

ابرشراره‌ها، طوفان‌های خورشیدی بسیار قدرتمندی هستند که هزاران برابر شدیدتر از فوران‌های معمولی بوده و می‌توانند خسارات جبران‌ناپذیری به زیرساخت‌های زمینی وارد کنند. از جمله این خسارات می‌توان به سوختن تجهیزات الکترونیکی، اختلال در شبکه‌های ارتباطی، از کار افتادن ماهواره‌ها و ایجاد قطعی گسترده برق اشاره کرد.

محققان این پژوهش نتایج خود را به‌تازگی در مجله ساینس منتشر کرده‌اند. والری واسیلیف (Valeriy Vasilyev)، یکی از محققان این پروژه، در این باره می‌گوید: یافته‌های ما نشان می‌دهد که ستارگانی با ویژگی‌های مشابه خورشید، پتانسیل تولید ابرشراره‌ها را دارند. تابش‌های پرانرژی مانند اشعه ایکس و فرابنفش که در طول این فوران‌ها منتشر می‌شوند، می‌توانند تأثیرات قابل‌توجهی بر جو زمین، میدان مغناطیسی زمین و همچنین فناوری‌های انسانی داشته باشند. بررسی دقیق‌تر این تأثیرات، موضوع مهمی برای پژوهش‌های آتی است.

خورشید را می‌توان یک گوی غول‌پیکر پلاسمایی در نظر گرفت که ذرات باردار در سطحش به گردش درمی‌آیند و میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی ایجاد می‌کنند. به دلیل ماهیت پیچیده این میدان‌ها، گاهی اوقات گره‌هایی در آن‌ها ایجاد می‌شود که با آزاد شدن ناگهانی انرژی به شکل شراره‌های خورشیدی همراه است. این شراره‌ها اغلب با پرتاب جرم تاج خورشیدی (CME) همراه هستند.

در صورتی که این فوران‌ها به سمت زمین هدایت شوند، پرتوهای ایکس و فرابنفش ساطع شده از شراره‌ها، الکترون‌های لایه‌های فوقانی جو زمین را جدا کرده و یک لایه یونیزه ایجاد می‌کنند. این لایه مانع عبور امواج رادیویی با فرکانس بالا شده و باعث اختلال در ارتباطات رادیویی می‌شود. این اختلالات معمولاً در مناطقی که در زمان وقوع شراره در معرض نور مستقیم خورشید قرار دارند رخ می‌دهند و حدود یک تا دو ساعت طول می‌کشند.

یکی از شدیدترین طوفان‌های خورشیدی ثبت شده، رویداد کارینگتون در سال ۱۸۵۹ بود. در این رویداد، انرژی آزاد شده به اندازه‌ی انفجار همزمان حدود ۱۰ میلیارد بمب اتمی یک مگاتنی تخمین زده می‌شود. ذرات پرانرژی خورشیدی پس از برخورد به زمین، سیستم‌های تلگراف آن دوره را مختل کرده و باعث ایجاد شفق‌های قطبی بسیار درخشان حتی تا جنوب کارائیب شدند.

شواهدی مانند افزایش ناگهانی میزان کربن ۱۴ در حلقه‌های درختان باستانی نشان می‌دهند که خورشید ما می‌تواند شراره‌هایی صدها برابر قوی‌تراز رویداد کارینگتون تولید کند. اگر این طوفان‌ها به سمت زمین ایجاد شوند، ممکن است بسیار فاجعه‌بار باشند.

برای بررسی دقیق‌تر این احتمال، دانشمندان در مطالعه‌ای جدید، از داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر ناسا استفاده کردند. آن‌ها با تحلیل ۵۶۴۵۰ ستاره مشابه خورشید در بازه زمانی ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳، موفق به شناسایی ۲۸۸۹ ابرشراره در ۲۵۲۷ ستاره شدند. این یافته، نشان‌دهنده‌ افزایش قابل‌توجهی در تعداد رویدادهای ابرشراره نسبت به مطالعات قبلی است.

محققان، این تفاوت را به جهت‌گیری‌های موجود در مطالعات پیشین نسبت می‌دهند؛ مطالعاتی که اغلب به بررسی ستارگانی با دوره‌های چرخش مشابه خورشید محدود می‌شدند.

از آنجا که اندازه‌گیری دقیق دوره چرخش بسیاری از ستاره‌ها با چالش‌هایی همراه است، این موضوع باعث شده بود تا تعداد قابل توجهی از ستاره‌های مشابه خورشید از مشاهدات پیشین حذف شوند. اما پژوهشگران مطالعه جدید، راهکاری نوآورانه برای برطرف کردن این مشکل ارائه کرده‌اند.

واسیلیف می‌گوید: ما از یک روش نوین برای شناسایی شراره‌های ستاره‌ای بهره بردیم. این روش به ما اجازه می‌دهد تا منابع این شراره‌ها را در منحنی‌های نوری و تصاویر با وضوح بسیار بالا، حتی با در نظر گرفتن تأثیرات ناشی از ابزارهای رصدی، دقیقاً مشخص کنیم. این روش برای نخستین بار برای شناسایی ابرشراره‌ها به کار گرفته شده و تحلیل داده‌های تعداد بسیار بیشتری از ستارگان را امکان‌پذیر ساخته است.

با وجود نتایج هشداردهنده این مطالعه، هنوز هم برخی فرضیه‌ها بی‌پاسخ مانده‌اند. یکی از این فرضیه‌ها، تفاوت‌های احتمالی و نادیده گرفته شده بین خورشید ما و ستارگانی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مثلاً، ۳۰ درصد از این ستارگان در سامانه‌های دوتایی قرار دارند و این برهم‌کنش‌های گرانشی می‌تواند منجر به وقوع ابرشراره‌ها شود.

به گفته محققان، قبل از آنکه بتوانیم با قطعیت بگوییم خورشید به زودی زمین را با یک ابرشراره قوی‌تر از میلیاردها بمب اتمی درگیر خواهد کرد، باید این موارد را دقیق‌تر بررسی کنیم. در عین‌حال، آن‌ها پیشنهاد می‌کنند برای پیش‌بینی دقیق‌تر زمان وقوع طوفان‌های شدید خورشیدی در آینده، باید بررسی‌های بهتری از خورشید انجام شود. این تلاش‌ها با پرتاب فضاپیمای Vigil آژانس فضایی اروپا در سال 2031 تسهیل خواهد شد.

واسیلیف می‌گوید: «امیدوارم خوانندگان پس از مطالعه مقاله ما، این پرسش را با دقت بیشتری دنبال کنند.»