سال ۲۰۲۶؛ اوج فعالیت خورشید و مأموریت حیاتی رصدخانه خورشیدی هند (آدیتیا-ال۱)

اهمیت بی‌سابقه سال ۲۰۲۶ برای آدیتیا-ال۱

مأموریت فضایی آدیتیا-ال۱، اولین رصدخانه خورشیدی هند، در سال ۲۰۲۶ وارد مرحله‌ای بی‌سابقه و حیاتی می‌شود. این رصدخانه که سال گذشته در مدار قرار گرفت، برای اولین بار شاهد خواهد بود که خورشید به اوج چرخه فعالیت ۱۱ ساله خود می‌رسد، دورانی که با تلاطم‌های شدید و افزایش چشمگیر طوفان‌های خورشیدی همراه است.

چرخه فعالیت خورشید تقریباً هر ۱۱ سال یکبار رخ می‌دهد و زمانی است که قطب‌های مغناطیسی خورشید جابه‌جا می‌شوند. این دوره، زمان تلاطم بزرگی است که خورشید از حالت آرام به طوفانی تغییر می‌کند و با افزایش شدید تعداد طوفان‌های خورشیدی و پرتاب‌های جرم تاج خورشیدی (CMEs) مشخص می‌شود. پرتاب‌های جرم تاج خورشیدی حباب‌های عظیم آتشینی هستند که از بیرونی‌ترین لایه خورشید به نام تاج (کرونا) فوران می‌کنند.

پرتاب‌های جرم تاج خورشیدی (CME)؛ غول‌های کیهانی

یک پرتاب جرم تاج خورشیدی که از ذرات باردار تشکیل شده، می‌تواند تا یک تریلیون کیلوگرم وزن داشته باشد و به سرعت ۳۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه (۱۸۶۴ مایل بر ثانیه) برسد. در اوج سرعت، یک CME تنها ۱۵ ساعت طول می‌کشد تا فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری زمین تا خورشید را طی کند.

در زمان فعالیت عادی یا کم خورشید، روزانه دو تا سه CME پرتاب می‌شود. اما برای سال آینده، انتظار می‌رود این تعداد به ۱۰ یا بیشتر در روز برسد.

چرا مطالعه CMEها حیاتی است؟

مطالعه CMEها یکی از مهم‌ترین اهداف علمی مأموریت خورشیدی هند است. دلایل این اهمیت دوگانه است:

• فرصتی برای کسب دانش بیشتر در مورد ستاره مرکزی منظومه شمسی ما.
• فعالیت‌های خورشید زیرساخت‌های حیاتی روی زمین و در فضا را تهدید می‌کنند.

تهدید جدی برای زیرساخت‌های فضایی و زمینی

CMEها به ندرت تهدیدی مستقیم برای زندگی انسان ایجاد می‌کنند، اما با ایجاد طوفان‌های ژئومغناطیسی بر آب و هوای فضای نزدیک زمین تأثیر می‌گذارند. در این ناحیه، نزدیک به ۱۱,۰۰۰ ماهواره، از جمله ۱۳۶ ماهواره متعلق به هند، مستقر هستند.

زیباترین جلوه CMEها شفق‌های قطبی هستند، که نشانه‌ای واضح از رسیدن ذرات باردار خورشید به زمین هستند. با این حال، این پدیده‌ها می‌توانند باعث اختلال در عملکرد تمام تجهیزات الکترونیکی ماهواره‌ها، از کار افتادن شبکه‌های برق و تأثیر بر ماهواره‌های هواشناسی و ارتباطی شوند.

برخی از رویدادهای تاریخی مرتبط با طوفان‌های خورشیدی:

• رویداد کارینگتون (۱۸۵۹): قوی‌ترین طوفان خورشیدی ثبت شده که خطوط تلگراف را در سراسر جهان از کار انداخت.
• طوفان ۱۹۸۹: بخشی از شبکه برق کبک را از کار انداخت و شش میلیون نفر را به مدت ۹ ساعت بدون برق گذاشت.
• فوریه ۲۰۲۲: یک CME منجر به از دست رفتن ۳۸ ماهواره تجاری شد.

توانایی رصد طوفان خورشیدی یا CME در زمان واقعی، ثبت دمای آن در مبدأ و مشاهده مسیر حرکتش، به عنوان یک هشدار اولیه عمل می‌کند تا بتوان شبکه‌های برق و ماهواره‌ها را خاموش کرده و آن‌ها را از مسیر خطر دور کرد.

مزیت منحصر به فرد آدیتیا-ال۱

آدیتیا-ال۱ نسبت به سایر مأموریت‌های رصد خورشید، از جمله رصدخانه خورشیدی و هلیوسفری ناسا و آژانس فضایی اروپا، در مشاهده تاج خورشید (کرونا) مزیت دارد. کرونوگراف آدیتیا-ال۱ به اندازه‌ای دقیق است که تقریباً مانند ماه عمل می‌کند و سطح روشن خورشید را کاملاً می‌پوشاند. این ویژگی به آن اجازه می‌دهد تا ۲۴ ساعت شبانه‌روز و ۳۶۵ روز سال، حتی در طول کسوف‌ها، دید بدون وقفه‌ای از تقریباً تمام تاج خورشید داشته باشد.

این کرونوگراف به عنوان یک ماه مصنوعی عمل می‌کند و سطح درخشان خورشید را مسدود می‌کند تا دانشمندان بتوانند به طور مداوم تاج بیرونی کم‌نور آن را مشاهده کنند؛ کاری که ماه واقعی تنها در طول کسوف‌ها انجام می‌دهد.

علاوه بر این، این تنها مأموریتی است که می‌تواند فوران‌ها را در نور مرئی مطالعه کند و امکان اندازه‌گیری دما و انرژی گرمایی CME را فراهم می‌کند؛ سرنخ‌های کلیدی که نشان می‌دهند در صورت حرکت یک CME به سمت زمین، چقدر می‌تواند قوی باشد.

ثبت یک CME متوسط با انرژی عظیم

برای آماده شدن برای دوره اوج فعالیت خورشید در سال آینده، داده‌های جمع‌آوری شده از یکی از بزرگترین CMEهایی که آدیتیا-ال۱ تاکنون ثبت کرده است، مورد مطالعه قرار گرفت. این CME در تاریخ ۱۳ سپتامبر ۲۰۲۴ در ساعت ۰۰:۳۰ به وقت گرینویچ آغاز شد.

جزئیات ثبت شده از این پرتاب جرم تاج خورشیدی:

• جرم: ۲۷۰ میلیون تن (کوه یخ تایتانیک ۱.۵ میلیون تن بود).
• دما در مبدأ: ۱.۸ میلیون درجه سانتیگراد.
• محتوای انرژی: معادل ۲.۲ میلیون مگاتن تی‌ان‌تی (بمب‌های اتمی هیروشیما و ناکازاکی به ترتیب ۱۵ و ۲۱ کیلوتن بودند).

با وجود عظمت این اعداد، این CME به عنوان یک پدیده «متوسط» توصیف شده است. در مقایسه، سیارکی که دایناسورها را از بین برد ۱۰۰ میلیون مگاتن انرژی داشت. در طول چرخه حداکثر فعالیت خورشید، ممکن است CMEهایی با محتوای انرژی حتی بیشتر از آن مشاهده شود.

این داده‌ها معیار مهمی را برای ارزیابی آنچه در دوره اوج فعالیت خورشید در انتظار است، تعیین می‌کنند و به طراحی اقدامات متقابل برای محافظت از ماهواره‌ها در فضای نزدیک زمین و درک بهتر فضای نزدیک زمین کمک خواهند کرد.