فوران خورشیدی نادر باعث شد تابش در جو زمین به بالاترین سطوح در تقریباً ۲۰ سال اخیر برسد، پژوهشگران میگویند
توسط تریسا پولتارووا
سطوح تابش در جو زمین در نوامبر بعد از یک سوپر‑فِلیر خورشیدی نادر که سیاره را با ذرات پرسرعت از خورشید شلیک کرد، به بیشترین سطح خود در نزدیک به دو دهه رسید. این فوران خورشیدی، یک درخشندگی فوقالعاده روشن، در ۱۱ نوامبر از لکه خورشیدی AR4274 منفجر شد. بهعنوان یک X5.1 قدرتمند طبقهبندی شد و پس از یک سری فورانهای ملایمتر و انبعاثات جرم تاجی (CMEs)، نمایشهای شفق را تا جنوب فلوریدا ارائه داد.
علاوه بر اینکه تا کنون شدیدترین فوران خورشیدی سال ۲۰۲۵ بوده است، این فوران X‑کلاس همچنین جریانی از پروتونهای پرسرعت و سایر ذرات پرانرژی را به سمت سیارهمان رها کرد؛ امری که تنها در برخی فورانهای خورشیدی مشاهده میشود. امسال حدود ۲۰ فوران X به زمین برخورد کردند — اما تنها فوران ۱۱ نوامبر با جریان پروتونهای پرسرعت همراه بود. آن روز، وقتی مانیتورهای زمینی سطوح تابش را افزایشی نشان دادند، پژوهشگران چندین بالون استراتوسفریک مجهز به حسگرها پرتاب کردند تا ببینند تابش در سرتاسر جو چگونه تکامل مییابد.
آنها دریافتند که در ارتفاعاتی که اکثر هواپیماهای تجاری پرواز میکنند — حدود ۴۰,۰۰۰ فوت (۱۲ کیلومتر) — تابش بهطور موقت به سطحی افزایش یافت که ده برابر بالاتر از پسزمینهٔ معمول ناشی از پرتوهای کیهانی بود. اگر یک زن باردار بیش از ۱۲ ساعت در معرض چنین سطوح تابشی قرار گیرد، از حدی عبور میکند که بهطور رسمی بهعنوان ایمن برای جنین شناخته میشود. خوشبختانه در این مورد، وضعیت سنگین تنها حدود دو ساعت ادامه یافت، به گفتهٔ بنجامین کلیور، پژوهشگر آب و هوای فضایی در دانشگاه Surrey در انگلستان. «معمولاً این وقایع در ابتدای خود به اوج میرسند و ممکن است تنها حدود نیم ساعت ادامه داشته باشند»، کلیور به Space.com گفت. «در این مورد، رویداد بهصورت رسمی پس از ۱۵ ساعت به پایان رسید، اما تنها دو ساعت نخست آن مهم بود.»
CMEs (پرتویگسیل جرم تاجی) نیز ابرهایی از ذرات پرانرژی را به فضای بینسیارهای پرتاب میکنند. این ذرات که در ابرهای پلاسما مغناطیسی محصورند، برای رسیدن به سیاره چند روز طول میکشند. اما پروتونهای آزاد شده توسط یک فوران خورشیدی تقریباً با سرعت نور حرکت میکنند و در عرض چند دقیقه میرسند، کلیور گفت.
زمانی که این پروتونهای پرانرژی به لایه بالایی جو زمین میرسند، با مولکولهای هوا واکنش میدهند و جریانی از ذرات ثانویه با انرژی کمتر از جمله نوترونها، میونها و الکترونها را بهوجود میآورند. این ذرات بهصورت مداوم به سطح زمین میریزند، که این پدیده ناشی از پرتوهای کیهانی است که از بخشهای دوردست کهکشان بهسوی ما میآیند. اما هنگامی که یک جریان پروتون خورشیدی به زمین میرسد، سطوح تابش در سطح زمین و اطراف آن بهسرعت افزایش مییابد. این پدیده که «Ground Level Event (GLE)» نام دارد، نسبتاً نادر است. در واقع، از زمان آغاز ثبت دادهها در دههٔ ۱۹۴۰، تنها ۷۷ مورد GLE ثبت شده است، به گفتهٔ کلیور.
دانشمندان هنوز نمیدانند چرا برخی فورانهای خورشیدی باعث GLE میشوند و برخی نه، و به همین دلیل نمیتوانند زمان افزایش ناگهانی تابش را پیشبینی کنند.
«ما هنوز فیزیک این پدیده را بهقدر کافی درک نکردهایم که چرا برخی فورانهای خورشیدی این ذرات فوقسرعت را آزاد میکنند و برخی دیگر اینکار را نمیکنند»، گفت کلیور که تیم او اندازهگیریهایی انجام داد که شدت این رویداد را نشان داد.
فقط دو هفته پیش از GLE در تاریخ ۱۱ نوامبر، یک هواپیمای جتبلو ایرباس که بر فراز فلوریدا پرواز میکرد، بهطور ناگهانی ارتفاع خود را از دست داد؛ این رویداد بعدها بهاحتمال نقص در الکترونیکهای داخلی هواپیما که بهدلیل ذرات پرانرژی فضایی ایجاد شد، نسبت داده شد. پژوهشگران نگران هستند که یک GLE کامل میتواند الکترونیکهای هواپیماها را بهصورت همزمان بهخطا اندازد و خطرات موقعیتهای خطرناک را برای صدها یا شاید هزاران هواپیما افزایش دهد. این حادثه جتبلو منجر به صدمات متعدد مسافران شد که به مراقبتهای پزشکی نیاز داشتند.
«ممکن است خلبانان در کابین فرمان همزمان صدای هشدارهای متفاوتی را بشنوند»، کلیور گفت. «ممکن است مجبور شوند قطعات مختلف تجهیزات را خاموش یا مجدداً تنظیم کنند. در بدترین حالت ممکن است مجبور شوند بهصورت دستی پرواز کنند.»
پژوهشگران در حال فراخوانی این هستند که تمام هواپیماها با دستگاههای نظارت بر تابش تجهیز شوند تا خلبانان بتوانند بهتر از وضعیت موجود آگاه شوند. در حین حوادث شدید تابشی، ارتباطات رادیویی که امکان ارتباط با کنترل زمینی را فراهم میکنند ممکن است مختل شوند و خلبانان نتوانند علت مشکلات را دریابند. از آنجا که GLEها بهطور ناگهانی رخ میدهند و پیشبینیپذیر نیستند، بسیاری از هواپیماها ممکن است در میانه پرواز در این حوادث گرفتار شوند.
«اگر در هوا باشید و هنوز میتوانید با کنترل ترافیک هوایی ارتباط داشته باشید، میتوانید به ارتفاع پایینتری فرود آیید یا عرض جغرافیایی خود را تغییر دهید»، کلیور گفت. «اما احتمال دارد خلبانان نتوانند از طریق رادیو صحبت کنند و مجبور شوند تمام اقدامات پیشگیرانه دیگر را همزمان انجام دهند.»