یک مطالعه جدید نشان میدهد که شدیدترین طوفانهای خورشیدی که به زمین برخورد میکنند، میتوانند تأثیرات بیشتری بر ماهوارهها، شبکههای برق و ارتباطات نسبت به آنچه قبلاً تصور میشد داشته باشند. محققان شواهدی یافتند که نشان میدهد حد بالای ظاهری واکنش زمین به قویترین طوفانهای خورشیدی ممکن است یک مصنوع از نحوه اندازهگیری باد خورشیدی باشد، نه یک سقف فیزیکی واقعی.
به گفته یک بیانیه، اگر این یافتهها تأیید شوند، نشان میدهد که طوفانهای ژئومغناطیسی نادر «هزارساله» میتوانند تأثیر بیشتری بر فناوری مدرن نسبت به برآوردهای فعلی داشته باشند. ماریا والاچ، نویسنده همکار این مطالعه از دانشگاه لنکستر، در این بیانیه گفت: «میدان مغناطیسی سیاره ما کار بسیار عالی در محافظت از ما در برابر بسیاری از اثرات آبوهوای فضایی انجام میدهد و بنابراین اغلب آنها فقط به صورت نقصهای فنی یا شفقهای قطبی زیبا ظاهر میشوند. با این حال موارد شدیدی وجود دارد.»
طوفانهای خورشیدی چگونه رخ میدهند؟
طوفانهای خورشیدی زمانی رخ میدهند که فورانهایی از خورشید، مانند پرتابهای جرم تاجی و شرارههای خورشیدی، ابرهایی از ذرات باردار را به سمت زمین پرتاب میکنند. در حالی که آنها میتوانند شفقهای قطبی تماشایی ایجاد کنند، میتوانند ماهوارهها، GPS، ارتباطات رادیویی و شبکههای برق را مختل کنند.
درسهایی از تاریخ: رویداد کارینگتون و دیگر فاجعهها
تاریخ نشان داده است که حتی طوفانهای کمتر شدید نیز میتوانند آسیب وارد کنند. رویداد کارینگتون در سال ۱۸۵۹، قویترین طوفان ژئومغناطیسی ثبتشده، سیستمهای تلگراف را در سراسر جهان مختل کرد و شفقهای قطبی را از آسمانهای عرضهای جغرافیایی بالای معمول خود در نزدیکی قطبهای شمال و جنوب به مکانهایی به دور از جنوب تا مناطق استوایی کشاند. طوفان قدرتمند دیگری در سال ۱۹۸۹ شبکه برق کبک را فروپاشید و میلیونها نفر را بدون برق گذاشت، در حالی که «طوفانهای هالووین» در سال ۲۰۰۳ ماهوارهها، GPS و ارتباطات رادیویی را مختل کرد.
چرا برآوردهای قبلی دستکم گرفته شده است؟
محققان حد بالای ظاهری را به جایی ردیابی کردند که بیشتر اندازهگیریهای باد خورشیدی جمعآوری میشود. بسیاری از مشاهدات رویدادهای شدید از فضاپیماهایی در نزدیکی نقطه لاگرانژ ۱ خورشید-زمین (L1) میآیند که حدود ۱ میلیون مایل (۱.۵ میلیون کیلومتر) بالادست زمین است. از آنجایی که قویترین باد خورشیدی تمایل دارد قبل از رسیدن به زمین تا حدودی ضعیف شود، مقایسه اندازهگیریهای L1 با شرایط در سیاره ما میتواند باعث شود که به نظر برسد جو بالایی زمین از پاسخ دادن به باد خورشیدی به طور فزایندهای شدید بازمیایستد، حتی زمانی که اینطور نیست.
برای آزمایش این ایده، تیم بیش از یک میلیون اندازهگیری باد خورشیدی را که توسط فضاپیماهای ناسا در مدار بسیار نزدیکتر به زمین، جایی که باد خورشیدی مستقیماً با میدان مغناطیسی سیاره ما تعامل دارد، جمعآوری شده بود، تجزیه و تحلیل کرد. این مشاهدات نشان داد که جریانهای الکتریکی که از جو بالایی زمین عبور میکنند، همراه با باد خورشیدی قویتر به افزایش خود ادامه میدهند، بدون هیچ نشانهای از حد بالایی که قبلاً فرض میشد.
نتایج شگفتانگیز و پیامدها
نتایج نشان میدهد که طوفانهای خورشیدی به استثنایی قوی میتوانند اختلالات ژئومغناطیسی قویتری ایجاد کنند – و تأثیرات بیشتری بر ماهوارهها، سیستمهای ارتباطی و شبکههای برق داشته باشند – نسبت به آنچه برآوردهای قبلی پیشبینی کرده بودند. والاچ در این بیانیه گفت: «خوشبختانه، این موارد بسیار شدید نادر هستند، اما این همچنین به این معنی است که دادههای محدودی برای کار داریم و فقط زمان نشان خواهد داد که در رویداد بسیار شدید یکدر-هزار-ساله چه اتفاقی میافتد.»
این مطالعه در حالی انجام میشود که خورشید همچنان در نزدیکی اوج چرخه تقریباً ۱۱ ساله خورشیدی خود، معروف به بیشینه خورشیدی، قرار دارد، زمانی که لکههای خورشیدی، شرارههای خورشیدی و پرتابهای جرم تاجی مکررتر میشوند. در طول چرخه فعلی، طوفانهای ژئومغناطیسی قوی بارها شفقهای قطبی را بسیار فراتر از آسمانهای قطبی معمول خود فرستادهاند.
در می ۲۰۲۴، قویترین طوفان ژئومغناطیسی در بیش از ۲۰ سال گذشته رخ داد و شفقهای قطبی خیرهکنندهای را در سراسر جهان ایجاد کرد، اما خوشبختانه آسیب جدی به زیرساختها وارد نکرد. با این حال، محققان هشدار میدهند که نباید از این رویدادها بهعنوان نشانهای از آرامش استفاده کرد، زیرا یک طوفان «هزارساله» میتواند عواقب فاجعهباری داشته باشد. وابستگی روزافزون ما به فناوریهای فضایی، این تهدید را به یکی از مهمترین چالشهای قرن حاضر تبدیل کرده است.
