یک ستاره با دو قطب شمال!

یک ستاره با دوقطب شمال! گاهی اوقات میدان مغناطیسی خورشیدبهم می ریزد و تاثیراتی در سرتاسر منظومه شمسی می گذارد. گاهی اوقات میدان مغناطیسی خورشیدبهم می ریزد و تاثیراتی در سرتاسر منظومه شمسی می گذارد. سه سال قبل، اتفاقات خارق العاده ای درخورشید روی داد . به طور معمول ستاره ما (خورشید) همچون زمین دارای قطبهای شمال و جنوب مغناطیسی می باشد. اما نزدیک به یک ماه (اسفند ۷۸ تا فروردین ۱۳۷۹ )قطب جنوب مغناطیسی خورشید ناپدید گشت و قطب شمال مغناطیسی جای آن را گرفت . در حقیقت خورشید دارای دو قطب شمال شده بود. پته ریلی دارای تخصص فیزیک فضا از مؤسسه جهانی علوم کاربردی(SAIC )در “سان دیه گو “می باشد، می گوید: صدایی شنیده نمی شد، اما حقیقت داشت. در حقیقت کاملاً این یک تاثیر جانبی دوره خورشیدی است . در هر دوره ۱۱ سال حداکثر فعالیت خورشید ، میدان مغناطیسی خورشید به هم می ریزد و همچون دیناموی مغناطیسی اساسی خورشیدی خودش رامجدداً سازمان می دهد. واقعه فروردین ۱۳۷۹ بخشی از این تغییر ناگهانی بود. ریلی تاکید کرد: هرگز قطب جنوب واقعاً ناپدیدنشده بود و به شمال خورشید رفته بود و تا مدتی جریان قطب جنوب، مغناطیسی در اطراف استوای خورشید کشیده شده بود. در اواسط اردیبهشت ماه ۱۳۷۹ قطب جنوب مغناطیسی به وضعیت عادی خود درآمد و در نزدیکی جنوب جغرافیایی برای مدت کوتاهی قرارگرفت ، اما سال ۲۰۰۱ میلادی (۸۰-۷۹ خورشیدی)، میدان مغناطیسی خورشید کاملاً تغییر کرد. قطب شمال و جنوب جای خودشان را عوض کردند و تا به حال به همین صورت باقی مانده اند. اما بزرگترین چیز در هلیوسفر ، سیارات و یا حتی خورشید نیست بلکه یک صفحه از این جریان در یک سطح پهن است که قطبش میدان مغناطیسی خورشید از مثبت (شمال) تا منفی(جنوب) تغییر می کند. ریلی گفت که ما به آن صفحه جریان می گوییم ،زیرا یک جریان الکتریکی درحدود ۱۰ به توان منفی ۱۰ آمپر بر مترمربع ازآن عبور می نماید . فیلامان یک لامپ معمولی، بزرگی ۱۶ (۱۰به توان ۱۶) آمپر بر متر مربع را عبور میدهد و هر چه صفحه جریان در آمپراژ داخلی کمبود داشته باشد، ساختاری عمودی پیدا میکند. صفحه با ۱۰ هزار کیلومتر ضخامت ، از خورشید تا مدار پلوتو گسترده است.تمام هلیوسفر از دور تا دور این صفحه غول پیکر تشکیل شده است. معمولاً صفحه جریان بصورت دایره ای اطراف استوای خورشیدی را فراگرفته است و همچون دامنی موج دار که بدور کمر افرادباله است ، می باشد اما در زمان قطب شمال دوتایی که در فروردین ۱۳۷۹ روی داد، صفحه جریان اساساً تغییر یافته بود: به شکل موج دار توسعه یافته و بی نظمی ظاهر شده و شکل آن از شباهت به دامن باله به صدف حلزونی غول پیکر تغییر یافته بود. اولاً به خاطر اشعه پر انرژی کیهانی صفحه جریان همچون سدی در برابر تابش کیهانی که در هلیوسفر در حرکت است ،می ایستد و اشعه کیهانی نمی توانداز این صفحه عبور نماید و به جای آن این اشعه ها درامتداد صفحه حرکت می کنند. بنابراین شکل صفحه جریان به ما می گوید که چه میزان اشعه کیهانی با زمین برخوورد کرده است. دلیل دیگر تغیییرات جوی در فضا است، هنگامی که زمین به دور خورشید می چرخد، متناوباً به درون و بیرون صفحه موج دار جریان فرو می رود. در یک سو نقطه شمال میدان مغناطیسی خورشید است(به سمت خورشید) و از طرف دیگر نقطه جنوب (دورازخورشید). نقطه جنوب میدانهای مغناطیسی خورشید، حذف میدان مغناطیسی زمین را موجب می شود. انرژی باد خورشیدی سپس می تواند به فضای اطراف سیاره زمین نفوذ کرده و جریانهای مغناطیسی زمین را تغذیه نماید. جریانهای مغناطیسی زمین هم بد و هم خوب هستند. به دلیل آنکه آنها می توانند سبب اتصال کوتاه در مدارهای الکترونیکی ماهواره ها گردند و شبکه برق زمین را نیز دچار مشکل نمایند بد بوده و خوب نیز هستند، چرا که آنها سبب ایجاد شفق های قطبی میشوند و تماشاگران آسمان از این پدیده لذت می برند. اگر ما بتوانیم نقشه های روزانه دقیقی از صفحه جریان تهیه کنیم، آنگاه خواهیم توانست پیشگویی بهتری از زمان حمله این جریانها داشته باشیم. اینجا یک مسئله مطرح است، که صفحه جریان قابل رؤیت نیست و ما نمی توانیم از درون یک تلسکوپ نوری آن را ببینیم، اما این بدان معنی است که ما می توانیم محاسبه کنیم که این جریانها در کجا قرار دارند. ریلی و همکارانش پروژه کامپوتری را توسعه دادند تا به این مهم نائل گردند. اطلاعات ورودی با اندازه گیری میدان مغناطیسی سطحی خورشیدحاصل می شود و هر روز این اطلاعات بوسیله تلسکوپ از روی زمین تهیه می گردد. در این پروژه معادلاتی از مقاومت عبور الکتریسیته در میدانهای مغناطیسی طرح می شود تا محاسبه کند که چگونه باد خورشیدی الکتریکی، میدان مغناطیسی را بدرون منظومه شمسی می کشد . ریلی از یک ابر رایانه IBM مدل SP۳ در مرکز محاسبات سان دیه گو استفاده می کند تا بتواند این طرح را اجرا کند. حادثه مهم قطب شمال دوتایی یک آزمایش کلیدی را در نرم افزار آنها مهیا می کند. ریلی یادآور شد ما شکل صفحه جریان را برای خورشید با دو قطب شمال مغناطیسی محاسبه نمودیم. نتیجه همچون یک پوسته صدف حلزونی با بیشتر از یک میلیارد کیلومتر پهنا بود. اما آنها چگونه می توانستند ، نتایج شان را بررسی نمایند ؟ فضاپیمای اولی سیس ناسا یک سری اطلاعات قاطع را مهیا کرد. در اواخر ریلی موافقت بسیار داشت . تنها با استفاد ه از اندازه گیری های میدان مغناطیسی سطح خورشید، نرم افزار او موفقیت زیادی در پیشگویی تاثیر میدانهای مغناطیسی بین سیاره ای در فاصله ۶۰۰میلیون کیلومتری داشت. سال ۱۳۷۸، فضاپیمای اولی سیس حدود ۶۰۰ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله داشت و برای آزمایش مدل صدف حلزونی آماده بود. هنگامیکه فضاپیما درون فضا در حال گشت زنی با سرعت ۱۰ کیلومتر بر ثانیه بود، دومرتبه از صفحه جریان عبور نمود. یک مرتبه در اسفند ماه ۱۳۷۸ و یک بار در فروردین ماه ۱۳۷۹ . اندازه گیریهای مغناطیسی فضاپیما، عبورها را ثبت نمودند، به نحوی که با پیش بینی ریلی گفت: ما می توانیم توانمندی این برنامه را برای پیش گویی ده سال توسعه دهیم و ما علاقمند هستیم با اضافه نمودن اندازه گیریهای دما، چگالی و پارامترهای سرعت باد خورشیدی که در حال حاضر صرفاً آنها را تخمین می زنیم، این پیشگوییها را بیشتر بهبود بخشیم . هدف نهایی ما آن است که حداکثر چهار روز زودتر، اخطار جریانهای مغناطیسی زمین را اعلام نماییم. آزمایش تولید نرم افزار بعدی نیازمند اطلاعات بیشتر از فضای اولی سیس است. این فضا پیما یک مدار بزرگ دایره ای دارد که می تواند مناطق قطبی خورشید را ببیند و دیگر فضا پیماها این توانایی را ندارند. ریلی گفت: این مسیر واحد به دانشمندان اجازه می دهد برای اولین بار به طور کامل هلیوسفر را بصورت سه بعد شناسایی کنند. یک ایر رایانه در زمین و یک فضا پیما که صدها میلیون کیلومتر دورتر است با همدیگر کار می کنند تا ما بتوانیم برای اینکه خورشید یک قطب شمال اضافه پیدا کند و یا حتی برای چیزهای عجیب تر آمادگی داشته باشیم.