ناسا هشدار داد / خطر واقعی طوفان‌های خورشیدی

طوفان‌های خورشیدی فاجعه‌بار نادر هستند، اما رخ می‌دهند. پژوهشی تازه که توسط گروهی به رهبری پژوهشگران مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا انجام داده، نشان می‌دهد برآوردهای گذشته از شدت طوفان‌های ژئومغناطیسی احتمالا به‌دلیل اندازه‌گیری‌های نادرست مداوم، خطر واقعی را کمتر از آنچه است، نشان داده‌اند.

به گزارش خبرآنلاین، به نقل از زومیت، رخداد افسانه‌ای ۱۸۵۹، یعنی رویداد کارینگتون، تلگراف‌ها را در سراسر اروپا و آمریکای شمالی از کار انداخت و شفق قطبی را تا فلوریدا گستراند. طوفان‌های خورشیدی جدیدتر نشان داده‌اند که تجهیزات الکترونیکی مدرن نیز در برابر چنین آشوبی چگونه آسیب‌پذیر می‌شوند.

تابش طوفان خورشیدی سال ۲۰۰۳، برای ۲۶ ساعت سامانه‌ی ناوبری اداره‌ی هوانوردی فدرال را مختل کرد و نخستین هشدار این نهاد درباره‌ی دوزهای بیش‌ازحد تابش در پروازهای تجاری را رقم زد. ناسا می‌گوید همین رخدادهای نادر، همراه با داده‌های انباشته و خطاهای مداوم، باعث شده دانشمندان و سیاست‌گذاران خطر بدترین سناریوهای آب‌وهوای فضایی را کمتر از واقعیت برآورد کنند.

اندازه‌گیری‌های نادرست گذشته نیز برآوردها را منحرف کرده و به تقویت این تصور رایج انجامیده بودند که برای انرژی منتقل‌شده از طوفان خورشیدی به یونوسفر قطبی زمین حد بالایی وجود دارد؛ اما یافته‌های جدید نشان می‌دهد شاید اساساً چنین سقفی وجود نداشته باشد.

ماریا والاخ، نویسنده‌ی همکار در پژوهش و مدرس فیزیک فضا در دانشگاه لنکستر، می‌گوید: «خوشبختانه، موارد فرامعمول نادرند، اما همین موضوع یعنی داده‌ی محدودی برای پژوهش در دست داریم و فقط زمان نشان خواهد داد که در یک رویداد بسیار شدید با احتمال یک در هزار سال، چه اتفاقی رخ می‌دهد. اگر برای پاسخ سیاره‌ی ما به باد خورشیدی هیچ حد بالایی وجود نداشته باشد، مدل‌سازی موارد فرامعمول باید این نکته را در نظر بگیرد و باید نسبت به اثرات آب‌وهوای فضایی هوشیار باشیم.»

والاخ و همکارانش می‌گویند مسئله از خطای تجهیزات آغاز نمی‌شود، بلکه ریشه در برخی فرض‌های پایه‌ای دارد که سال‌ها در تفسیر اندازه‌گیری‌های آب‌وهوای فضایی به کار رفته‌اند.

به‌عنوان مثال، فضاپیماهایی مانند IMAP ناسا که در فاصله کمتر از ۱٫۶ میلیون کیلومتری زمین، در نقطه‌ی تعادلی گرانشی موسوم به لاگرانژی ۱ (L۱)، قرار گرفته‌اند تا هشدارهای پیش‌هنگام و پیوسته درباره‌ی تابش‌های خورشیدی رو به زمین ارائه کنند.

در نقطه لاگرانژی ۱، کاوشگرها عملاً ثابت به نظر می‌رسند و در مداری قرار دارند که کشش گرانشی زمین و خورشید یکدیگر را خنثی می‌کند، اما اندازه‌گیری در چنین نقطه‌ای مانند آن است که قدرت یک موج اقیانوس را از لحظه‌ای بسنجیم که هنوز به ساحل نرسیده، نه زمانی که تمام نیروی خود را در برخورد با شن‌ها از دست داده است.

به همین دلیل، داده‌ها اثرات کاهنده‌ای را که هنگام عبور ذرات پرانرژی یک فوران خورشیدی در فضا رخ می‌دهد، نادیده می‌گیرند و در نتیجه، ظاهرا شدت واقعی باد خورشیدی مؤثر بر یونوسفر زمین را بیش‌برآورد می‌کنند؛ زیرا اندازه‌گیری‌ها پیش از رسیدن این ذرات به ناحیه‌ی «غلاف مغناطیسی» (ناحیه‌ی میان شوک کمانی و مگنتوسفر) زمین انجام می‌شوند، جایی که طوفان‌های خورشیدی تحت‌تأثیر شرایط محلی پلاسما و میدان در موقعیت تقریباً ثابت باقی می‌مانند.

نیتین سیواداس، فیزیک‌دان گادرد ناسا و نویسنده‌ی اصلی پژوهش، می‌گوید: «ما معمولاً فرض می‌کنیم مقدار واقعی باید جایی در حوالی مقدار اندازه‌گیری‌شده باشد. اما نظریه احتمال نشان می‌دهد که خطا به یک سمت متمایل است. به همین دلیل، خطرات ناشی از آب‌وهوای فضایی کمتر از واقع برآورد می‌شوند.»

والاخ، سیواداس و همکارانشان به سراغ داده‌های ماهواره‌هایی رفتند که در فاصله‌ی کمتری از سیاره قرار دارند، از جمله تصویربردار تمام‌آسمان تمایس ناسا، ام‌ام‌اِس و دابل‌استار. این مجموعه به آن‌ها امکان داد بیش از یک میلیون اندازه‌گیری باد خورشیدی را در کنار سنجش‌های معمول از مگنتوسفر و غلاف مغناطیسی، در لبه‌ی بالایی جو زمین و فراتر از آن، مقایسه کنند.

جمع‌بندی پژوهشگران روشن بود. در حال حاضر هیچ مدرک آماری وجود ندارد که نشان دهد برای انرژی منتقل‌شده از باد خورشیدی به یونوسفر قطبی، حد بالایی وجود دارد. همین نادر بودن طوفان‌های خورشیدی فرامعمول، منبع اصلی فقدان قطعیت کنونی پژوهشگران هم است.

والاخ در پایان یادآور شد: «میدان مغناطیسی سیاره‌ی ما کار بسیار خوبی در محافظت از ما در برابر بسیاری از اثرات آب‌وهوای فضایی انجام می‌دهد، اما موارد فرامعمول هم وجود دارند که در آن‌ها ماهواره‌ها به‌طور غیرمنتظره دچار افت ارتفاع شده و وارد جو زمین می‌شوند و ارتباط و سیگنال‌های جی‌پی‌اِس را از دست می‌دهیم.»

به بیان دیگر، تا زمانی که یک طوفان بزرگ از راه نرسد، پیش‌بینی اینکه مغناطیس‌سپهر زمین چگونه دوام می‌آورد، همچنان دشوار خواهد ماند.

۵۸۵۸

کد مطلب 2250589