نقاشی خورشید بر آسمان زمین

میلیون‌ها نفر ازاین مردم برای اولین‌بار چنین پدیده شگفت‌انگیزی رامی‌دیدند واز‌این‌رو جای تعجب نداشت‌که سیلی ازویدئوها وعکس‌هایی که آسمانی مزین به رنگ‌های قرمز،ارغوانی و صورتی را در فرانسه، ایتالیا، هاوایی، استرالیا و حتی ایران به تصویر می‌کشند در شبکه‌های اجتماعی جاری شد و البته همچنان احتمال رویت این پدیده تماشایی آسمان شب در این مناطق وجود دارد. شفق قطبی به‌طور معمول در عرض‌های جغرافیایی بین ۶۰ تا ۷۵درجه شمالی و جنوبی دیده می‌شود. به‌طوری‌که بیشترین رویت شفق شمالی در ایسلند، بخش‌های شمالی سوئد، فنلاند، نروژ، روسیه، کانادا، گرینلند و آلاسکا ثبت می‌شود و شفق جنوبی بیشتر بر فراز اقیانوس منجمد‌جنوبی و بخش‌هایی از قطب جنوب رخ می‌دهد. باوجود این درمدت فعالیت‌های خورشیدی بسیار شدید مثل روزهای اخیر، نورهای جنوبی را می‌توان بر فراز تاسمانی و در جنوب سرزمین اصلی استرالیا هم مشاهده کرد اما این شفق‌ها از کجا آمده‌اند و چرا برخلاف تصور عمومی از شفق‌های شمالی که اغلب به رنگ سبز هستند در نواحی پایین‌تر عرض‌های جغرافیایی به رنگ‌های صورتی تا ارغوانی دیده شدند؟
شفق قطبی پدیده‌ای ژئومغناطیسی است که به‌دلیل برهم‌کنش ذرات باردار (پروتون و الکترون) از منشأ خورشیدی (باد خورشیدی) با یون‌کره (یونوسفر) زمین در ارتفاع ۱۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتری جو رخ می‌دهد. ذرات باد خورشیدی اتم‌های جو زمین را تحریک می‌کنند که در پی‌ این تحریک، تخلیه انرژی حاصل می‌شود و نوری با طول موج‌های مختلف می‌تابد اما شفق‌هایی که طی روزهای اخیر در عرض‌های پایین‌تر از ۶۰ درجه شمالی و جنوبی دیده شده‌اند، ناشی‌از افزایش فعالیت مغناطیسی خورشید هستند که در آستانه‌ نزدیک‌شدن به حداکثر اوج مورد انتظارش در پاییز و زمستان ۱۴۰۳ است.گالیله، دانشمند ایتالیایی در سال ۱۶۱۹ اصطلاح شفق شمالی (aurora borealis) را از نام آورورا، ایزدبانوی سپیده‌دم در روم باستان و نام یونانی باد شمالی (Boreas) ابداع کرد. در فارسی واژه شفق معادل سرخ‌فامی پیش‌از غروب آفتاب و نقطه مقابل فلق است که سرخی پیش‌از طلوع بوده و واژه‌های borealis (شمالی) و australis (جنوبی) از نام خدایان باستانی باد شمال (Boreas) و باد جنوب (Auster) در اساطیر یونانی‌رومی گرفته شده‌اند. 
   
هشدار برای توفان‌های زمین‌مغناطیسی
مرکز پیش‌بینی آب‌و‌هوای فضایی آژانس NOAA (اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا) پیش‌از وقوع رویدادهای ۲۱و۲۲اردیبهشت، درباره فوران‌های خورشیدی متعددی که بین جمعه و شنبه به زمین برخورد کردند و سبب بروز توفان زمین‌مغناطیسی سطح G۳ (قوی) G۴ (شدید) شدند، هشدار داده بود. توفان‌هایی با این شدت معمولا در بدترین حالت، موجب نقص در سامانه‌های الکتریکی و وقفه در ارتباطات رادیویی و در بهترین حالت فقط به رویت شفق‌های قطبی حتی در عرض‌های جغرافیایی پایین منجر می‌شوند.توفان‌های زمین‌مغناطیسی شفق‌های اردیبهشت به شاخص زمان توفان آشفتگی ۴۱۲ نانوتسلا رسیدند که کمی پایین‌تر از شاخص زمان توفان آشفتگی ۴۲۲ نانوتسلا طی توفان زمین‌مغناطیسی سطح G۵ در ۳۱ اکتبر ۲۰۰۳ برابر با ۹ آبان ۱۳۸۲ است. بنابراین،می‌توان گفت زمین از۲۰سال پیش هجوم توفان‌های شدیدراازسمت ستاره مادر منظومه خورشیدی تجربه نکرده بود.علاوه‌بر درگاه مرکز پیش‌بینی آب‌و‌هوای فضایی (SWPC) اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA) که داده‌های سازمانی بیشتری را درباره توفان‌های زمین‌مغناطیسی ارائه می‌کند، درگاه اینترنتی SpaceWeatherLive. com هم سرعت باد خورشیدی و سطح قدرت آن را در زمان واقعی نشان می‌دهد. این درگاه از شاخص کی‌پی (Kp) بهره می‌گیرد. سطح فعالیت زمین‌مغناطیسی با این شاخص نشان داده می‌شود که از سطح صفر تا ۹ متغیر است. به‌طوری‌که برای کی‌پی در محدوده صفر تا دو، شفق قطبی بسیار شمالی، با شدت بسیار کم و نه‌چندان فعال وجود خواهد داشت. درمحدوده سه تا پنج، شفق بیشتر از قطب‌ها حرکت می‌کند، درخشان‌تر می‌شود و فعالیتش بیشتر خواهد شد. تماشای این شفق‌ها در عرض‌های جغرافیایی بالا می‌تواند بسیار دلپذیر باشد. برای کی‌پی در محدوده شش تا هفت، شفق حتی بیشتر از قطب‌ها حرکت می‌کند و کاملا درخشان و فعال می‌شود. در این سطح فعالیت زمین‌مغناطیسی، ممکن است بتوان شفق قطبی را از لبه شمالی آمریکا هم مشاهده کرد. برای کی‌پی در محدوده هشت تا ۹، شفق حتی به سمت استوا حرکت می‌کند و به‌ حداکثر نور و فعالیت می‌رسد و رویدادهایی را خلق می‌کند که در آسمان شب برای اکثر مردم نیمکره شمالی قابل مشاهده است و پدیده‌های شفقی اردیبهشت امسال در این محدوده شاخص کی‌پی قرار داشتند. 
   
شفق ارغوانی به‌جای سبز!
تصوری که اکثر مردم از شفق‌های قطبی دارند نوری سبز‌ است اما در شفق‌های اردیبهشت که در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر رویت شد این نورها طیفی از صورتی، قرمز و ارغوانی بودند. سه جنبه اصلی بر رنگ شفق‌ها تأثیر می‌گذارد که عبارتند از: گازهای سازنده جو، ارتفاعی که شفق‌ها در آن شکل می‌گیرند و انرژی ذرات باد خورشیدی. متداول‌ترین رنگ، سبز است که در اثر اتم‌های اکسیژنی که مورد اصابت الکترون‌های برخوردی پرانرژی و در لایه‌های پایین‌تر جو ساطع می‌شود تولید می‌شوند اما اگر این اتم‌های اکسیژن به الکترون‌های با انرژی کم برخورد کنند، نور قرمز ساطع می‌کنند. نیتروژن به‌طور کلی نور آبی ساطع می‌کند و ترکیب این رنگ‌ها می‌تواند به تولید رنگ‌های ارغوانی، صورتی، زرد و سفید در شفق‌ها منجر شود.  ارتفاع هم بسیار مهم است: در ارتفاع کمتر از ۱۲۰ کیلومتری از سطح زمین، شفق رنگ آبی یا ارغوانی می‌گیرد، در ارتفاع بین ۱۲۰ تا ۱۸۰ کیلومتر به رنگ سبز تیره خواهد بود و در ارتفاع بالاتر از ۱۸۰ کیلومتر به رنگ قرمز پررنگ دیده خواهد شد. 
   
چرخه خورشیدی در اوج
بشر قرن‌هاست می‌داند که خورشید رفتار چرخه‌ای از خودش نشان می‌دهد که با دوره متوسط ۱۱ ساله تکرار می‌شود. به‌طور متوسط به‌مدت پنج سال و نیم، تعداد لکه‌های خورشیدی افزایش می‌یابد و به حداکثر مقدار (اوج چرخه) می‌رسد و سپس به‌تدریج طی پنج‌ سال و نیم بعدی کاهش می‌یابد و سپس، چرخه جدیدی آغاز می‌شود.  شماره‌گذاری چرخه‌های خورشیدی (براساس تعداد لکه‌های روی خورشید) به اواسط سده هجدهم میلادی بازمی‌گردد. به‌طوری‌که‌ چرخه خورشیدی شماره ۱ حدود سال ۱۷۵۵ آغاز شد. چرخه خورشیدی فعلی که چرخه بیست‌و‌پنجم است از اواخر سال ۲۰۱۹ و اوایل سال ۲۰۲۰ آغاز شد و براساس تخمین‌های مرکز پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا، بین ماه می‌۲۰۲۴ تا اوایل سال ۲۰۲۶ در اوج خواهد بود.  طی این چرخه ۱۱ ساله، کل جو خورشیدی به‌تدریج در میدان‌های مغناطیسی تولیدشده در خورشید، غنی‌ و غنی‌تر می‌شود و این‌گونه، انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود و حتی بعضی‌وقت‌ها پدیده‌های انفجاری مختلفی را ازجمله شراره‌های خورشیدی و انتشار پلاسمای تاجی پدید می‌آورد. چرخه خورشیدی اساسا به سازوکاری درونی به نام ژنراتور یا دینام خورشیدی بستگی دارد که میدان مغناطیسی را درون خورشید تولید و تشدید می‌کند. میدان مغناطیسی تشدیدشده به‌تدریج بالا می‌رود و در سطح این ستاره ظاهر و باعث تشکیل لکه‌های خورشیدی می‌شود. پس می‌توان گفت‌ لکه‌های خورشیدی مناطقی از سطح خورشید هستند که در آنها میدان مغناطیسی درونی، ظاهر و موجب سردشدن آن مناطق شده است. درنتیجه این نواحی در مقایسه با نواحی غیر‌مغناطیسی اطراف، تاریک (سیاه) دیده می‌شوند. ازاین‌رو، عمل دینام باعث ایجاد و تشدید میدان مغناطیسی به‌مدت پنج سال و نیم و درنتیجه افزایش لکه‌ها و پدیده‌های انفجاری می‌شود و سپس درپنج سال ونیم بعد میدان مغناطیسی تحلیل می‌رود و در نتیجه لکه‌ها و پدیده‌های انفجاری کاهش می‌یابند. 

عامل شفق‌های اردیبهشت، لکه‌ای ۱۵ برابر زمین
مطالعات اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا نشان می‌دهد که لکه‌ای با نام AR۳۶۶۴ در سطح خورشید در روزهای اخیر انبساط مستمری از خودش نشان داده است. به‌طوری‌که اکنون با وسعت تقریبی۲۰۰هزارکیلومتر، ۱۵برابر بزرگ‌تر از زمین است و با چشم غیرمسلح از پشت عینک ویژه تماشای خورشیدگرفتگی و بدون هیچ‌گونه بزرگنمایی می‌توان آن را مشاهده کرد. به‌گفته دانشمندان این لکه می‌تواند عامل بروز توفان‌های ‌مغناطیسی شدید و بسیار شدید اردیبهشت امسال باشد.شراره‌های خورشیدی انفجارهایی هستند که روی خورشید رخ می‌دهند و انرژی و تابش‌های بسیار زیادی را از میدان‌های مغناطیسی مرتبط با لکه‌های خورشیدی آزاد می‌کنند. هرچه تعداد لکه‌های خورشیدی بیشتر باشد، احتمال شراره‌ها بیشتر است.  شراره‌ها براساس نظامی طبقه‌بندی می‌شوند که به مقیاس ریشتر برای زلزله شباهت دارد و شراره‌ها را برپایه قدرت آنها تقسیم می‌کند. این دسته‌بندی‌ها عبارتند از: آ (کم‌ترین شدت)، بی‌، سی،‌ام و درنهایت دسته ایکس (شدیدترین). هریک از حروف مربوط به افزایش ۱۰ برابری انرژی شراره است. به‌عنوان‌مثال، یک شراره دسته «ایکس» ۱۰ برابر قوی‌تر از یک شراره دسته «ام» و ۱۰۰ برابر قوی‌تر از یک شراره دسته «سی» است. همچنین کنار این حروف، اعدادی هم می‌توانند اضافه شوند. این اعداد اطلاعات بیشتری درباره قدرت شراره ارائه می‌دهند. پس، هرچه این عدد بیشتر باشد، قدرت شراره بیشتر است.