آیا طوفان خورشیدی می‌تواند حیات روی زمین را نابود کند؟

حیات روی زمین در تمام ابعاد، از ریزترین موجودات تا عظیم‌الجثه‌ترین جاندارانی که روزگارانی روی این سیاره زیسته و منقرض شده‌اند، وجود خود را مدیون گرمای تابشی خورشید است. اما اگر زمانی این تشعشعات از کنترل خارج شود و میلیاردها تن مواد خورشیدی باردار ناگهان با سرعت هزاران کیلومتر در ثانیه به ما برسند چه اتفاقاتی رخ خواهد داد؟ زمانی که زمین تحت ضربه‌ی مستقیم یک شراره خورشیدی قرار بگیرد چه روی خواهد داد؟ و یک پرسش بسیار مهم دیگر: آیا شراره خورشیدی به‌شرطی که به اندازه کافی قوی باشد می‌تواند حیات روی سیاره‌مان را به آن شکل و مفهومی که می‌شناسیم برای همیشه به نابودی بسپارد؟

این پرسش‌ها در نگاه نخست کوتاه و ساده ولی پاسخ به آن‌ها پیچیده است. ولی همچنان اکثر دانشمندان روی یک چیز با همدیگر اتفاق نظر دارند: میدان مغناطیسی زمین و اتمسفری که به‌عنوان نوعی عایق عمل می‌کند، ما را به خوبی حتی دربرابر قوی‌ترین فوران‌های خورشیدی هم محافظت می‌کند. درحالی‌که طوفان خورشیدی می‌تواند سیستم‌های راداری و رادیویی را دستخوش تغییر یا اختلال کند یا شاید ماهواره‌ها را از کار بیندازد، ولی بازهم می‌توانیم با قطعیت بگوییم که حتی مضرترین تشعشعات خورشیدی نیز مدت‌ها قبل از رسیدن به سطح زمین و تماس با پوست انسان، در آسمان و در طی مسیرشان تا سطح زمین از اثر خواهند افتاد.

الکس یانگ، دانشیار مدیر علوم در بخش علوم هلیوفیزیک در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در گرین‌بلت مریلند می‌گوید: «ما در سیاره‌ای زندگی می‌کنیم که اتمسفر بسیار غلیظی دارد و تمام تشعشعات مضر تولیدشده در یک شراره خورشیدی را متوقف می‌کند.» یانگ در ویدئویی در سال ۲۰۱۱ گفت: «حتی در بزرگ‌ترین رویدادهایی که در ۱۰ هزار سال گذشته دیده‌ایم، می‌بینیم که تأثیر آن برای آسیب رساندن به جو کافی نیست [و نمی‌توان گفت که] دیگر محافظت نمی‌شویم.»

یانگ همچنین به سال معروف و آخرالزمانی ۲۰۱۲ در دنیای سینما و عده‌ای دیگر اشاره می‌کند و به یاد می‌آورد که در آن روزها نیز برخی بر این باور بودند که زمین توسط شراره‌های خورشیدی نابود خواهد شد؛ درحالی‌که در واقعیت هیچ اتفاق خاصی رخ نداد.

بااین‌حال، تمام شراره‌های خورشیدی نیز کاملاً بی‌ضرر نیستند. درحالی‌که میدان مغناطیسی زمین از مرگ و انقراض‌های گسترده ناشی از تشعشعات خورشیدی جلوگیری می‌کند، ولی نباید فراموش کرد که صرف همان نیروی الکترومغناطیسی یک شراره نیز می‌تواند شبکه‌های برق، اتصالات اینترنتی و سایر وسایل ارتباطی روی زمین را مختل کند و منجر به هرج‌و‌مرج و حتی مرگ شود. کارشناسان هواشناسی فضایی در ناسا و سایر آژانس‌های فضایی این تهدید را جدی می‌گیرند و خورشید را برای فعالیت‌های بالقوه خطرناک زیر نظر دارند.

زبانه‌های خورشیدی در اتمسفر خورشید

زبانه‌‌های خورشیدی زمانی رخ می‌دهند که خطوط میدان مغناطیسی خورشید دچار انقباض و پیچ‌خوردگی شوند. این حالت باعث ایجاد طوفان‌های عظیمی از انرژی الکترومغناطیسی به‌اندازه یک سیاره در سطح خورشید می‌شوند. ما می‌توانیم این طوفان‌ها را به‌صورت لکه‌های سرد و تیره‌ای ببینیم که به‌عنوان لکه‌های خورشیدی شناخته می‌شوند. در اطراف لکه‌های خورشیدی، پیچک‌های عظیمی از خطوط میدان مغناطیسی دچار پیچ‌خوردگی و گاهی اوقات درهم‌تنیدگی می‌شوند و فروزش‌های قدرتمندی از انرژی یا شراره‌های خورشیدی ایجاد می‌کنند.

پژوهش‌های مختلف نشان داده که بیشتر انرژی ناشی از شراره‌های خورشیدی به‌صورت پرتو فرابنفش و ایکس تابش می‌شود. بااین‌حال، انرژی شدید یک شراره می‌تواند گازهای مجاور خودش در اتمسفر خورشید را گرم کند و حباب‌های عظیمی از ذرات باردار معروف به اجرام خروجی از تاج خورشیدی (CME) را به فضا پرتاب کند. اگر لکه‌های خورشیدی شعله‌ورشونده رو به زمین باشد، هر CME ایجادشده دقیقاً به سمت ما با شدت و ناگهانی خیز خواهد برداشت. رسیدن این جریان‌ها به سیاره ما معمولاً بین ۱۵ ساعت تا چند روز طول می‌کشد.

هرچند که هنوز هم برخی از بزرگ‌ترین و پرانرژی‌ترین CMEها می‌توانند میدان مغناطیسی سیاره ما را در حین عبور فشرده کنند و منجر به نوعی طوفان شوند که از آن‌ها به‌عنوان طوفان ژئومغناطیسی یاد می‌شود.

با وارد شدن انرژی الکترومغناطیسی از خورشید به مگنتوسفر سیاره زمین، اتم‌ها و مولکول‌های جو زمین از نظر الکتریکی باردار شده و اثراتی ایجاد می‌کنند که در سراسر جهان قابل مشاهده است. در طی چنین طوفان‌هایی، شفق قطبی که معمولاً فقط در نزدیکی قطب شمال دیده می‌شود، می‌تواند آنقدر به سمت پایین حرکت کند که در نزدیکی استوا نیز قابل مشاهده باشد.

بااین‌حال بازهم باید اشاره کنیم که حتی قدرتمندترین طوفان ژئومغناطیسی ثبت‌شده در تاریخ بشر (طبیعتاً از زمان تشخیص ثبت وقایع اینچنینی) موسوم به رویداد کارینگتون در سال ۱۸۵۹ هیچ تأثیر قابل توجهی بر سلامت انسان یا سایر جانداران روی زمین نداشت. اگر قبل از آن تاریخ نیز طوفان‌های خورشیدی قوی‌تری به سیاره‌ی ما ضرباتی وارد آورده باشند، هیچ مدرکی مبنی بر آسیب رساندنشان بر سلامت انسان به‌طور تأثیرگذار یافت نشده است.

تصویری از یک شراره خورشیدی که توسط ناسا در سال ۲۰۱۳ در یک دوره فعالیت خورشیدی بالا گرفته شد.

داگ بیسکر، محقق مرکز پیش‌بینی آب‌و‌هوای فضایی سازمان ملی اقیانوسی و جوی امریکا، به مرکز پژوهش‌های خورشیدی (سولار سنتر) استنفورد گفت:

تحت هیچ شرایطی، شراره‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر ما اینجا روی زمین ندارند. چه نوع شارهایی باید به زمین اصابت کند تا بتواند ما را از بین ببرد؟ من پاسخ این سؤال را نمی‌دانم؛ اما بدیهی است که هرگز حتی یک رویداد خورشیدی به اندازه‌ی کافی بزرگ را مشاهده نکرده‌ایم که اثرات قابل اندازه‌گیری یا محسوسی بر سلامت انسان داشته باشد.

حال به یک گمانه‌زنی جالب دیگر می‌پردازیم. تا اینجا دریافتیم که شاید نزدیک‌ترین و آشناترین ستاره‌ی کیهان برای ما خطر انقراض ایجاد نکند؛ ولی سایر ستارگان چطور؟ دانشمندان گمان می‌کنند که سایر ستاره‌های نزدیک زمین می‌توانند چنین کاری را انجام دهند. وقتی سوخت برخی ستاره‌ها تمام می‌شود و به‌اصطلاح می‌میرند، در قالب یک ابرنواختر عظیم منفجر می‌شوند؛ پدیده‌ای که پرتوهای قدرتمندی را به فاصله‌ی میلیون‌ها سال نوری به فضا به‌صورت انفجاری پرتاب می‌کند. این انفجارها بسیار قوی‌تر از شراره‌های خورشیدی هستند.

اگر چنین انفجاری به‌اندازه کافی نزدیک به زمین رخ دهد، در آن صورت یک ستاره‌ی در حال مرگ می‌تواند سیاره‌ی ما را در میزان فراوانی از تابش فرابنفش غرق کند. این حجم عظیم از پرتوهای فرابنفش می‌تواند لایه محافظ اوزون سیاره ما را از بین ببرند و زمین را دربرابر رگباری از ذرات باردار میان‌ستاره‌ای آسیب‌پذیر کند.

خوشبختانه نویسندگان مطالعه اطمینان می‌دهند که هیچ ابرنواختر به اندازه کافی نزدیک به زمینی وجود ندارد که بتواند به‌عنوان گزینه‌ای احتمالی در آینده‌های نزدیک چنین تهدیدی را برای زمین و جاندارانش ایجاد کند. ما در حال حاضر فقط خورشید کوچک و گرم را در مرکز منظمه شمسی خودمان داریم و اتمسفر مناسب زمین باعث می‌شود تا روابط دوستانه‌ای با این ستاره داشته باشیم و آسیب خاصی از جانب آن تهدیدمان نکند.