تلاشی برای مطالعه ابرطوفان های خورشیدی؛
ناسا با همكاری آمازون به جنگ خورشید می رود!
به گزارش پارسی كاو آژانس فضایی آمریكا(ناسا) با كمك شركت آمازون به بررسی این مورد خواهد پرداخت كه چه چیزی طوفان خورشیدی(solar storm) را به ابرطوفان خورشیدی(solar superstorm) تبدیل می كند.
به گزارش پارسی كاو به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، ابرطوفان های خورشیدی نادر هستند و حدودا هر ۵۰ سال یك مرتبه اتفاق می افتند، اما وقتی رخ می دهند، یك جریان الكتریكی ساطع می كنند كه می تواند سبب صدمه و خرابی های زیادی روی كره زمین شود.
به عنوان مثال یك ابرطوفان خورشیدی مقصر فروپاشی شبكه برق هیدرو-كبك در مارس ۱۹۸۹ و ۲۰۰ گزارش مختلف از نقص عملكرد شبكه برق در ایالات متحده در همان زمان بود.
مطالعه ابرطوفان های خورشیدی دشوار است. سال ها است كه دانشمندان در حال بررسی این مورد هستند كه چه چیزی سبب می شود یك طوفان خورشیدی معمولی به شكل یك ابرطوفان شكوفا شود. حالا به لطف همكاری آمازون و ناسا، از فناوری پیشرفته ای جهت بررسی این مورد و چگونگی ایجاد یك سیستم واكنش سریع در مقابل آن استفاده خواهد شد.
"آرون كریشنان" سردبیر بخش علوم آمازون اظهار داشت: پیشبینی ابرطوفان های خورشیدی و ساخت و توسعه سیستم های واكنش سریع برای مقابله با آنها یك كار دشوار است چون كه با عنایت به نادر بودن این طوفان ها، نمونه های تاریخی بسیار كمی وجود دارد كه می تواند برای آموزش الگوریتم ها استفاده گردد. این سبب می شود رویكردهای یادگیری ماشین رایج توانایی خوبی برای نظارت نداشته باشند و عملا اطلاعات كم و ناكافی برای آموزش الگوریتم در پیشبینی این طوفان ها وجود دارد.
وی اضافه كرد: علاوه بر این، با ده ها ماهواره در گذشته و حال كه اطلاعات هواشناسی را از مكان های مختلف اطراف زمین جمع می كنند، میزان داده ها حیرت آور است و كوشش برای یافتن ارتباط بین آنها كاری دشوار است.
با این حال، ناسا با تمام این كاستی ها به دنبال بررسی این طوفان ها است. ناسا برای غلبه بر این چالش ها از مركز خدمات حرفه ای AWS و آزمایشگاه راهكارهای یادگیری ماشین آمازون برای توسعه یادگیری های بدون نظارت و تشخیص ناهنجاری برای درك شرایط ابرطوفان ها استفاده می نماید.
دانشمندان ناسا از راه آزمایشگاه راهكارهای آمازون می توانند با كارشناسان یادگیری ماشین در این غول تجارت الكترونیك ارتباط برقرار كنند. "كریشنان" می گوید كه با قدرت و سرعت "AWS" می توان هزار مجموعه داده را به صورت همزمان جستجو كرد و این كار به طبقه بندی ابرطوفان ها بر مبنای ناهنجاری ها، به صورت خاص مشاهدات همزمان بادهای خورشیدی و واكنش میدان مغناطیسی زمین كمك می نماید.
"جنت كوزیرا" فیزیك خورشید شناس(heliophysicist) و سرپرست این پروژه از ناسا اظهار داشت: ما باید به ابرطوفان ها به صورت كلی نگاه نماییم، دقیقاً مانند كاری كه هواشناسان برای رخدادهای شدید آب و هوایی انجام می دهند.
هلیوفیزیك یا فیزیك خورشید اصطلاحی به معنای «فیزیك خورشید» است كه تا چندی قبل تنها به همین مفهوم مورد استفاده قرار می گرفت. هلیوفیزیك عمدتاً در ارتباط با لایه های سطحی این ستاره به كار گرفته می شد و این مترادف با آنچه هم اكنون بیشتر به نام «فیزیك خورشیدی» (solar physics) است، بود. استفاده به صورت صریح به معنای بنیادین آن؛ یعنی فیزیك كل خورشید، از مركز آن گرفته تا تاج خورشیدی در سال ۱۹۸۱ و از آن زمان تا كنون به همین مفهوم استفاده شده است. در اوایل سده بیستم مفهوم این اصطلاح را جرج سیسكو از دانشگاه بوستون به فیزیك هورسپهر یا هلیوسفر (فضای اطراف خورشید فراتر از تاج خورشیدی) گسترش داد.
"كوزیرا" اضافه كرد: تحقیقات در زمینه فیزیك خورشید(هلیوفیزیك) شامل كار با ابزارهای مختلف اغلب در فضاهای مختلف یا رصدخانه های زمینی است. داده های زیادی وجود دارد و عواملی مانند تأخیر زمانی بر پیچیدگی آن می افزایند. ما با همكاری آمازون می توانیم تك تك داده هایی را كه در مورد ابرطوفان ها وجود دارد بررسی نماییم و از ناهنجاری هایی كه شناسایی كرده ایم استفاده نماییم تا مدل هایی را بسازیم كه پیشبینی و طبقه بندی این ابرطوفان ها را انجام می دهند.
طوفان خورشیدی ممكن است به یكی از موارد زیر اشاره داشته باشد:
شراره خورشیدی كه از انفجار بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می آید و سبب آزاد شدن انرژی در حد ۶ ضرب در ۱۰ به توان ۲۵ ژول می شود كه در حدود یك ششم انرژی خروجی از سطح خورشید در هر دقیقه است. این پدیده در سایر ستارگان هم دیده می شود كه به آنها هم شراره ستاره ای گفته می شود. شراره خورشیدی كلیه لایه های سطح خورشید شامل شیدسپهر، تاج خورشیدی و فام سپهر را مورد تاثیر قرار می دهد و سبب گرم شدن پلاسما تا چندین میلیون درجه كلوین می شود. همینطور سبب سرعت یافتن الكترون ها و پروتون ها و یون های سنگین تا نزدیكی سرعت نور می شود و اشعه ای تولید می كند و لایه های الكترومغناطیس را بوجود می آورد كه شامل كلیه امواج الكترومغناطیس، از امواج رادیویی تا اشعه گاما است. شراره ها خویش را از آزاد سازی انرژی مغناطیسی ذخیره شده در تاج خورشیدی تغذیه می كنند.
اشعه ایكس و اشعه ماورای بنفش می توانند روی یون كره تاثیر بگذارند و تولید امواج ارتباطی با طول موج بالا كنند كه این امواج می تواند سبب اختلال در رادارها و تجهیزاتی كه با فركانس كار می كنند، شود. شراره خورشیدی برای نخستین بار در روی خورشید توسط "ریچارد كریستوفر كارینگتون" و همینطور توسط "ریچارد هدسون" در سال ۱۸۵۹ مشاهده شد.
همچنین شراره ستارگان در روی خیلی از ستارگان دیده شده است. فركانس های به وجود آمده از شراره های خورشیدی مختلف است. از روزی یك مرتبه زمانی كه خورشید در حالت فعال قرار دارد تا ۱ بار در هفته زمانی كه سطح خورشید آرام است تغییر می كند.
خروج جرم از تاج خورشیدی(CME)، یك فوران پر جرم از باد خورشیدی و افزایش میدان های مغناطیسی است كه تاج خورشید بیرون می آید و در فضا منتشر می شود. خروج جرم از تاج خورشیدی معمولاً با دیگر پدیده های خورشیدی مانند شراره خورشیدی همراه می باشد. این پدیده از مناطق فعال خورشید مانند لكه های گروهی خورشید به وجود می آید. در بیشینه، خورشید هر سه روز یك خروج جرم تولید می كند كه این مقدار در كمینه به یك خروج در هر پنج روز می رسد.
پژوهش ها می گویند كه پدیده بازاتصال مغناطیسی مسئول به وجود آمدن CME و شراره خورشیدی است. هنگامی كه این پدیده رخ می دهد اجرام به سمت زمین حركت می كنند و شوك به وجود می آورند كه توان این امواج در مقیاس تراوات معادل یك تریلیون وات است كه سبب طوفان ژئومغناطیسی شده و مغناطیس كره زمین را تحت تأثیر قرار می دهد.
طوفان ژئومغناطیسی(Geomagnetic Storm) یك اختلال موقتی مگنتوسفر زمین است كه از لرزش موج باد خورشیدی یا ابر میدان مغناطیسی است كه با میدان مغناطیسی زمین تعامل دارد. ابرهای گاز داغی كه در فوران های تاج خورشیدی از خورشید خارج می شوند، طوفانی از ذرات یونیزه پرانرژی را می سازند كه می تواند ماهواره ها را بسوزاند، شبكه های انتقال برق و مخابرات را با اختلال روبرو كند و فضانوردان را به كام مرگ بفرستد. پیشبینی این طوفان ها كار آسانی نیست، چونكه هر فورانی در تاج خورشیدی به وقوع طوفان ذرات منجر نمی گردد. ستاره شناسان حدس می زنند چاشنی وقوع این طوفان، جهت گیری میدان مغناطیسی ابر فوران یافته باشد.
خورشید، ستاره ای فعال از دیدگاه مغناطیسی است و یك میدان مغناطیسی توانا دارد كه سال به سال اندكی سویش تغییر می كند تا اینكه هر ۱۱ سال وارونه می شود. میدان مغناطیسی خورشید دارای اثرهای بسیاری است كه به مجموعه آنها فعالیت خورشیدی گفته می شود. حلقه های میدان مغناطیسی در سطح خورشید فوران می كند و در نتیجه لكه و زبانه خورشیدی پدید می آید. میدان مغناطیسی خورشید بسیار فراتر از خود خورشید را هم دربر می گیرد.
به دنبال رخ دادن پدیده ای انفجاری در خورشید، باد خورشیدی با سرعت و شدت بیشتری می وزد و ذرات آبستن پرانرژی را روانه فضای منظومه شمسی می كند. وقتی این ذرات به زمین می رسند و با میدان مغناطیسی آن برهم كنش می كنند، طوفان خورشیدی رخ می دهد. بر این اساس وقوع پدیده ای مانند شفق قطبی به مفهوم رخ دادن طوفان خورشیدی است و نشانه ای از فعالیت مغناطیسی خورشید در یكی دو روز قبل است.
در هر صورت این فعالیت ها پدیده های مغناطیسی هستند كه منبع آنها فعالیت خورشیدی است. هم اكنون تنها می توان ۳۰ تا ۶۰ دقیقه پیش از وقوع طوفان مغناطیسی به پیشبینی آن پرداخت كه زمان بسیار كمی است و طوفانی كه خسارات جبران ناپذیری به بار آورد در بین فعالیتهای خورشیدی كه روزانه میلیاردها ذره را با بادهای خورشیدی می پراكند، خیلی كم است و درصورت بروز طوفان مهیب تنها با خاموش كردن گوشی و دستگاه های ارتباطی نمی توان اثرات مخرب آنرا خنثی كرد، حال آنكه باید دانست خورشید با هر بادی كه از سطح آن عبور می كند و به اصطلاح طوفان خورشیدی خوانده می شود خطری برای زمین و سایر سیارات محسوب نمی گردد.
این برهم كنش و خمیدگی میدان مغناطیسی كره زمین كه بر اثر برخورد این ذرات پر انرژی با آن صورت می گیرد سبب ایجاد یك تغییر شار ناگهانی می شود كه این پدیده سال های سال و میلیاردها سال قبل هم در كره زمین به وجود می آمده است ولی به علت اینكه در گذشته بشر وجود نداشته یا به فناوری ساخت "سیم راست" و " سیم پیچ" رسانا دست نیافته بوده، خطر بالفعلی به حساب نیامده و هیچ گاه حیات كره زمین را تهدید نكرده است ولی طی ۲۰۰ سال قبل با بكارگیری خطوط كابل مسی جهت ارسال برق یا مخابرات و وابستگی هر چه بیشتر نوع بشر به این تجهیزات این پدیده بعنوان یك خطر بالقوه در مقیاس جهانی شناخته شده است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب