چند روزی است که رسانه‌ها، از قول ناسا و دیگر سازمان‌های اخترشناسی اعلام می‌کنند که زمین در ماه دسامبر، سه روز به تاریکی مطلق فرو خواهد رفت؛ این نوشتار این شایعه را بررسی می‌کند.
سه روز منتهی به شروع فصل زمستان هرسال را هم انگار باید ازاین‌پس در کنار پنجم شهریور، و نیز اوقات مقابله سیارات ناهید و مشتری، روزهای اسفناک علاقه‌مندان به علم اخترشناسی شمرد؛ روزهایی که در آن‌ها، به ترتیب، انگار «مریخ به اندازه ماه دیده می‌شود»، «اشیای ناشناس پرنده در حوالی افق جولان می‌دهند»، و هم‌اینک نیز «زمین سه روز به تاریکی مطلق فرومی‌رود». اما شایعات مضحکی از این دست، هنگامی وجهه اسفناک‌تری به خود می‌گیرند که مراجع فارسی‌زبان معتبری چون مهر و قطره هم به بازنشرشان دامن می‌زنند.
حدود دو سال پیش بود که به‌یک‌باره شایعه‌ای مبنی بر نابودی دنیا به مجرّد پایان چرخه ۵۱۲۵ ساله‌ی تقویم مایا درگرفت؛ شایعه‌ای که به رغم جلب توجه بسیاری از رسانه‌ها و طبیعتاً عموم مردم کنجکاو، در سکوت تأمل‌برانگیزی به فراموشی سپرده شد.
هرچند که این شایعه، به یمن استناد به تاریخچه قوم مایا، بعضاً بهانه‌ای بود برای آشنایی با این فرهنگ کهن و میراث‌خواران کنونی آن در شبه‌جزیره یوکاتان مکزیک (از جمله انتشار مقاله‌ای در همین‌باره در این وب‌سایت)، اما شایعاتی که این چندروزه، بنا به عادت مألوف رسانه‌های زرد، از مراجعی چون «ناسا» نقل می‌شوند (و در این مورد حتی از زبان چارلز بولدن، رئیس کنونی این سازمان)، می‌کوشند تا نه از طریق تبیین یک تقویم باستانی، بلکه با ارائه دلایل ظاهراً قانع‌کننده‌ای از جمله وقوع «طوفان‌های خورشیدی»، به توجیه سه روز تاریکی مطلق زمین بپردازند.
هرچند که عبارات پرطمطراقی همچون «طوفان خورشیدی» و «میدان مغناطیسی»، دست شایعه‌پردازان را برای عرضه هر تعبیر کاذبی از آن‌ها باز می‌گذارد، اما بهتر است اساس سست مدعیات این شایعه را هم از طریق آشنایی با همین مفاهیم، بهتر بشناسیم.
فیزیک «طوفان خورشیدی» با فیزیک «طوفان»های زمینی تفاوت دارد
از آنجاکه خورشید، سطح صلب و جامدی ندارد تا عرض‌های جغرافیایی مختلف واقع در راستای یک نصف‌النهار آن، حرکت هماهنگی را به نمایش بگذارند (بلکه تشکیل شده از از توده‌های سیالی از گاز باردار و فشرده، موسوم به «پلاسما»)، نواحی‌ای از سطح خورشید که عرض جغرافیایی کمتری دارند (و به استوا نزدیک‌ترند)، همیشه در حال سبقت از سایر نواحی‌اند.
همین موضوع منجر به این می‌شود که خطوط مغناطیسی‌ای که سابقاً در راستای نصف‌النهارها واقع بوده‌اند (همچون خطوط مغناطیسی پیرامون یک آهنربا)، تدریجاً در نواحی استوایی دچار «شکم‌دادگی» شوند. این شکم‌دادگی مغناطیسی، رفته‌رفته به‌واسطه شتاب بیشتر پلاسمای خورشیدی در استوا، مثل یک قطره افقی که در حال چکیدن باشد، رفته‌رفته راستای حرکت پلاسما در نواحی استوایی را دستخوش آشفتگی‌هایی می‌کند که ممکن است اساساً جریان همرفتی گاز (از جانب لایه‌های تحتانی خورشید) را در برخی نواحی متوقف کنند.
چنانچه چنین اتفاقی رخ بدهد، انرژی این نواحی، و به تبع آن دمایشان، به چیزی در حدود نصف انرژی و دمای مابقی سطح خورشید افت می‌کند. چنین اختلاف دمایی، منجر می‌شود به این‌که چنین مناطقی را به هیأت «لکه»هایی بر سطح خورشید ببینیم (هرچند که دمایشان به بالغ بر سه‌هزار درجه سانتیگراد می‌رسد). طی چند روز گذشته، لکه‌ای به قطر تقریبی دویست‌هزار کیلومتر (که رکورد ابعاد یک لکه خورشیدی را در بیست سال گذشته شکسته)، بر سطح خورشید ظاهر شده است؛ اتفاقی که علاوه بر نمایش یکی از خشن‌ترین زیبایی‌های طبیعت، می‌توانسته انگیزه‌ای برای شایعه‌پردازان نیز بوده باشد. اما ظهور چنین لکه‌هایی نشانه چیست؟
ظهور لکه‌های خورشیدی، می‌تواند زمینه‌ساز وقوع زنجیره‌ای از پدیده‌های دیگری باشد که با «شراره»های خورشیدی شروع می‌شوند.
چنانچه جریان پلاسما در آشفتگی‌های مغناطیسی پیرامون لکه (ها) به حد کافی شدید باشد، انرژی آن از طریق رخدادی شبیه به یک قوس الکتریکی، می‌تواند ظرف مدت تنها چند ثانیه تا چند دقیقه، به فضا آزاد شود؛ پدیده‌ای که همان «شراره» خورشیدی نام دارد. در نتیجه‌ی این رخداد، مقادیر قابل توجهی پلاسما، به‌شکل جریان پرسرعتی از مواد باردار، به سمت محیط بین‌سیاره‌ای شلیک می‌شود. این جریان، اصطلاحاً «باد خورشیدی» نام دارد، که در معدود مواردی – بسته به سطح فعالیت‌های مغناطیسی خورشید – می‌تواند به «طوفان خورشیدی» هم بدل بشود.
بادهای خورشیدی، تمام سیارات منظومه شمسی را به درجات مختلفی – بسته به فاصله سیاره، و همچنین شدت میدان مغناطیسی پیرامون آن سیاره – متأثر از خود می‌سازند. لذا مقیاس وقوع یک باد خورشیدی فوق‌العاده بزرگ‌تر از آن است که یک کشور یا منطقه‌ای خاص را متأثر از خود سازد. (البته کشورهایی همچون کانادا که در محل فعلی یکی از قطبین مغناطیسی زمین جای دارند، می‌توانند تأثیر بیشتری از این وقایع بپذیرند؛ اما روی‌هم‌رفته طوفانی که بتواند این تأثیرات را پدید بیاورد، قطعاً نواحی دیگر زمین را هم به شیوه‌های غیرمستقیمی متأثر از خود خواهد ساخت).
به لطف میدان مغناطیسی نسبتاً قوی زمین، بادهای خورشیدی، پیش از رسیدن به سطح سیاره‌مان، منحرف می‌شوند. اما چنانچه شدت این بادها، به تبع شدت فعالیت‌های مغناطیسی خورشید، بالاتر از حد معمول باشد، در منتهای مراتب، فقط امکان آسیب دیدن سامانه‌های الکتریکی ماهواره‌هایی که در مدار زمین واقع شده‌اند، وجود دارد. فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی هم در چنین شرایطی از انجام مأموریت‌هایی نظیر راهپیمایی فضایی منع می‌شوند.
۱۲۵۳ گردباد، نه ۱۲۵۳ «طوفان خورشیدی»
در بخشی از خبر منتشرشده در مهر، می‌خوانیم: «بنا به گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا NOAA… بیش از ۱۲۵۳ طوفان در بین سال‌های ۱۹۹۱ تا ۲۰۱۰ میلادی در آمریکا به ثبت رسیده است که شدیدترین طوفان خورشیدی متعلق به کارینگتون بوده است».
این در حالی است که عدد ۱۲۵۳، متوسط سالیانه وقوع گردبادهای جوی را طی سال‌های ۱۹۹۱ تا ۲۰۱۰ در ایالات متحده نمایندگی می‌کند؛ عددی که هیچ ارتباط مستقیمی به فعالیت‌های خورشیدی ندارد. (منبع)
«کارینگتون»، نام یک شخص است، نه یک منطقه
اما لغت «کارینگتون» که طبق این شایعه، «شدیدترین طوفان خورشیدی، متعلق به» آن بوده، دقیقاً به چه ارجاع دارد؟
در صبح روز سه‌شنبه، اول سپتامبر ۱۸۵۹، منجم آماتوری به نام ریچارد کارینگتون، حین تماشای تصویر غیرمستقیم خورشید که از تلکسوپ رصدخانه شخصی‌اش بر سطح یک صفحه سفید تابیده بود، طی اتفاق نادری موفق به تماشای مستقیم یک شراره خورشیدی شد؛ اتفاقی که وی آن را به‌صورت «دو شعله‌ی فوق‌العاده درخشان و سفید» به ثبت رساند.
این شراره نامتعارف، که به رویداد کارینگتون معروف شد، ساعاتی بعد، زمین را زیر آماجی از ذرات باردار باد خورشیدی گرفت؛ ذراتی که نه‌تنها قطبین مغناطیسی زمین، بلکه آسمان مناطق استوایی‌ای همچون هاوایی و پاناما را هم متأثر از خود ساختنند و در پی واکنش با مولکول‌های جو فوقانی زمین، آسمان شب این مناطق را با پرده‌های رقصان و رنگارنگی از نور، پر کردند – پدیده‌ای موسوم به «شفق قطبی».
حتی گفته شده کوهنوردانی که در سلسله‌جبال راکی اتراق کرده بودند، این شفق‌های قطبی را با طلوع آفتاب اشتباه گرفتند؛ بیدار شدند و بساط صبحانه را هم چیدند. اما شاید عجیب‌ترین تأثیر رویداد کارینتگون – که شدیدترین نمونه در تاریخ مدون فعالیت‌های خورشید بوده – تحریک خطوط تلگراف آمریکای شمالی بود؛ اتفاقی که تأسیسات برخی از ایستگاه‌های تلگراف را هم از کار انداخت.
خوشبختانه به محض اطلاع متصدیان این خطوط، ژنراتورهای برق سایر ایستگاه‌ها به‌سرعت قطع شد؛ اما جریان برق نه، چراکه طی مقطعی کوتاه، انرژی کل خطوط تلگراف آمریکای شمالی از طریق جریان مستقیم پلاسمای باد خورشیدی تأمین می‌شد. یکی از تلگراف‌چیان شهر بوستون، به کارگر دیگری در شهر پورتلند نوشته بود: «ما اینجا فقط با جریان شفق‌های قطبی کار می‌کنیم. بگو ببینم پیام‌ام را چطور گرفتی؟»، که تلگرافچی پورتلند هم در جواب نوشته بود: «خیلی بهتر از وقتی‌که باتری‌ها وصل‌اند».
اما امروزه، از پی استقرار سامانه‌های ماهواره‌ای در مدار زمین، تأثیر سوء بادهای خورشیدی، ابتدا در فضاست که نمایان می‌شود؛ یعنی هنگامی‌که ترمینال‌های الکتریکی ماهواره‌های بعضاً مهمی همچون سامانه‌های مخابراتی، تلویزیونی، و ناوبری، توسط شدت‌جریان القایی بادهای خورشیدی از کار می‌افتند و چه بسا ماهواره را به کل ساقط کنند.
اما طوفانی به شدت رویداد کارینگتون امروزه چه بسا بتواند خطوط انتقال برق زمین را به همان سرنوشت خطوط تلگراف آمریکای شمالی دچار کند، که در این‌صورت تبعات‌اش از آن گسترده‌تر خواهد بود (همچنان‌که در سیزدهم مارس ۱۹۸۹، طوفانی به شدت یک‌سوم رویداد کارینگتون، برق سراسر شهر کبک کانادا را به مدت دو دقیقه قطع کرد). اما حتی شدیدترین طوفان‌های خورشیدی هم در مقیاس مواردی که تاکنون به ثبت رسیده، قادر به فروبردن زمین در «تاریکی مطلق» نخواهند بود – البته چنانچه معنای دقیقی را برای این عبارت متصور شویم.
دقیق‌ترین بازه پیش‌بینی یک طوفان خورشیدی، ۲۰ دقیقه است
پیش‌بینی دقیق شدت بادهای خورشیدی، به‌واسطه سؤالات لاینحل فراوانی که راجع به فیزیک رفتارهای این ستاره وجود دارد، جز از طریق تماس مستقیم یک حسگر با جبهه یک باد خورشیدی، میسر نیست. نخستین حسگری هم که در مسیر ورود یک باد خورشیدی به قلمرو زمین واقع شده، ماهواره‌ی ACE است که حدود یک میلیون کیلومتر از ما فاصله دارد و به دیده‌بانی مستمر از فعالیت‌های خورشید می‌پردازد. از زمان مخابره هشدار این ماهواره تا ورود جریان یک طوفان به قطبین مغناطیسی زمین هم چیزی در حدود بیست دقیقه به طول می‌انجامد، که این دقیق‌ترین فاصله زمانی پیش‌بینی شدت طوفان‌های خورشیدی است.
در اکتبر ۲۰۱۱، سازمان NOAA از نرم‌افزاری تحت عنوان «انلیل» (برگرفته از نام الهه بادها در سومر باستان) رونمایی کرد که قادر است این مهلت را به شش ساعت ارتقا دهد؛ اما متأسفانه پیش‌بینی این نرم‌افزار مثلاً از لحظه سررسیدن طوفان هشتم مارس ۲۰۱۲، ۴۵ دقیقه خطا داشت. در چنین شرایطی، چگونه می‌توان هم‌اینک از سه ماه پیش، خبر از وقوع یک طوفان شدید خورشیدی داد؟
احتمال وقوع پدیده‌هایی از قبیل آن‌چه طی چند روز گذشته بر سطح خورشید نمایان شد آن‌قدر کم است که چه بسا تا سال‌ها بهانه‌ای برای شناساندن بهتر زوایای پیچیده فعالیت خورشید به عموم مردم علاقه‌مند میسر نشود. کاش اهمیت این فرصت‌هایی که به‌سادگی تحت تأثیر توهمات شبه‌علمی، به کابوس مکررّی برای علاقه‌مندان به علوم پایه بدل می‌شود را بیشتر بدانیم.
توضیحات تصاویر:
۱- ظهور لکه غول‌آسای AR۲۱۹۲ بر سطح خورشید طی چند روز اخیر می‌تواند از انگیزه‌های انتشار شایعه تاریکی زمین بوده باشد / عکس از حمیدرضا احمدی
۲- مراحل تشکیل آشفتگی‌های مغناطیسی منتهی به ایجاد لکه‌های خورشیدی در اطراف استوای خورشید (از چپ به راست).
۳- طوفان‌های خورشیدی، برخلاف عنوان خشنی که یدک می‌کشند، زمینه‌ساز یکی از زیباترین رویدادهای طبیعت‌اند: شفق‌های قطبی. در این تصویر، محدوده دایره قطب شمال مغناطیسی زمین را می‌بینید که از پی برهم‌کنش ذرات باردار باد خورشیدی با مولکول‌های جو فوقانی زمین بر فراز دریاچه‌ای در ایسلند به ثبت رسیده است / عکس از استفان وتر.
مقاله بسیار جالب و مفیدی بود .
با تشکر ویژه از جناب احسان سنایی به خاطر زحمت ترجمه و درج مقاله .
موفق باشید .
بهنام / 27 October 2014