رئیس دانشگاه آزاد اسلامی استان گیلان:
فردا طولانیترین خورشیدگرفتگی کلی سال رخ میدهد
به گزارش خبرگزاری آنا؛ این رویداد در بخشهایی از شمال روسیه، گرینلند، ایسلند، اقیانوس اطلس، اسپانیا و بخش کوچکی از پرتغال بهصورت کلی دیده خواهد شد و در مناطق گستردهتری نیز خورشیدگرفتگی جزئی قابل مشاهده خواهد بود. بیشترین مدت مرحله گرفت کلی در این خورشیدگرفتگی حدود ۲ دقیقه و ۱۸ ثانیه است و همین بازه کوتاه، فرصتی برای مشاهده تاج خورشیدی فراهم میکند.
به گزارش سایت «ناسا» (NASA)، فردا چهارشنبه ۲۱ مرداد ۱۴۰۵، همزمان با خورشیدگرفتگی کلی، دانشمندان ناسا و گروههای پژوهشی در نقاط مختلف مسیر گرفت، این رویداد را به یک آزمایشگاه طبیعی تبدیل میکنند؛ آزمایشگاهی که در آن، یک هواپیمای تحقیقاتی در ارتفاع بالا ساختارهای بیرونی خورشید را رصد خواهد کرد و دهها بالن علمی در ایسلند و اسپانیا واکنش جو زمین به کاهش ناگهانی نور خورشید را اندازهگیری خواهند کرد. این مشاهدات میتواند به دانشمندان کمک کند تا رفتار «تاج خورشیدی» (Solar Corona)، منشأ برخی پدیدههای خورشیدی و تغییرات کوتاهمدت جو زمین را با دقت بیشتری بررسی کنند.
در تعریف ناسا «خورشیدگرفتگی کلی» زمانی رخ میدهد که ماه در مسیر میان زمین و خورشید قرار میگیرد و از دید ناظر زمینی، قرص درخشان خورشید را بهطور کامل میپوشاند. همین پوشش کوتاهمدت، شرایطی ایجاد میکند که بخش بسیار کمنورتر و بیرونی جو خورشید، یعنی تاج خورشیدی، آشکار شود. در خورشیدگرفتگی فردا، گروههای پژوهشی تلاش خواهند کرد از این فرصت محدود برای جمعآوری دادههایی استفاده کنند که در شرایط عادی مشاهده آنها دشوارتر است؛ از بررسی ساختار و پویایی تاج خورشیدی گرفته تا مطالعه تغییرات لایههای نزدیک به سطح زمین در پی کاهش ناگهانی تابش خورشید.
سایه ماه در مسیر شمالی زمین حرکت میکند
روز چهارشنبه مسیر «سایه کامل» ماه از بخشهایی از شمال روسیه، گرینلند، ایسلند، اقیانوس اطلس، اسپانیا و بخش کوچکی از پرتغال عبور خواهد کرد. در این محدوده، ناظران شاهد خورشیدگرفتگی کلی خواهند بود؛ در حالی که در مناطق گستردهتری از نیمکره شمالی، خورشیدگرفتگی به شکل جزئی قابل مشاهده است.
در جریان خورشیدگرفتگی کلی، ماه تمام سطح ظاهری خورشید را نمیپوشاند، بلکه قرص ماه بهطور موقت در امتداد دید ناظر زمینی مقابل قرص خورشید قرار میگیرد. در نتیجه، نور مستقیم خورشید بهشدت کاهش مییابد و تاج خورشیدی که در حالت عادی درخشش شدید سطح خورشید آن را تحتالشعاع قرار میدهد، نمایان میشود.
همین ویژگی، خورشیدگرفتگی کلی را به یکی از فرصتهای مهم برای مطالعه بخشهای بیرونی خورشید تبدیل کرده است. اگرچه امروزه فضاپیماها و تلسکوپهای خورشیدی امکان رصد خورشید را در طول سال فراهم میکنند، خورشیدگرفتگی همچنان شرایط ویژهای برای مشاهده ساختارهای تاج خورشیدی ایجاد میکند.
اهمیت این موضوع تنها به شناخت خود خورشید محدود نمیشود. فعالیتهای خورشیدی میتوانند بر محیط فضایی اطراف زمین اثر بگذارند و درک بهتر ساختار و رفتار تاج خورشیدی، به شناخت فرآیندهایی کمک میکند که در شکلگیری «باد خورشیدی» (Solar Wind) و پدیدههای مرتبط با فعالیت خورشیدی نقش دارند.
هواپیمای WB-۵۷ برای تعقیب سایه ماه به پرواز درمیآید
یکی از مهمترین برنامههای پژوهشی ناسا در جریان این خورشیدگرفتگی، استفاده از هواپیمای تحقیقاتی WB-۵۷ است. این هواپیما در ارتفاع حدود ۵۰ هزار پایی پرواز خواهد کرد و مسیر خود را بهگونهای تنظیم میکند که بتواند سایه ماه را در طول خورشیدگرفتگی تا حد امکان دنبال کند.
مزیت چنین پروازی تنها در ارتفاع بیشتر خلاصه نمیشود. قرار گرفتن هواپیما در ارتفاع بالا باعث میشود بخش قابل توجهی از ابرها و جو متراکم زمین در زیر آن قرار گیرد و شرایط مناسبتری برای ثبت برخی طول موجهای نور فراهم شود.
روی هواپیما مجموعهای شامل چهار دوربین نصب شده است که امکان تصویربرداری در محدودههای مختلف نور مرئی و فروسرخ را فراهم میکنند. این دوربینها میتوانند دستکم ۲۰ تصویر در هر ثانیه ثبت کنند. چنین سرعتی برای مطالعه تغییرات سریع و ساختارهای پویا در تاج خورشیدی اهمیت دارد؛ زیرا برخی از پدیدههای این ناحیه میتوانند در بازههای زمانی کوتاه تغییر کنند.
پژوهشگران با تحلیل این تصاویر میتوانند ساختارهای مختلف تاج خورشیدی را با جزئیات بیشتری بررسی کنند و تغییرات آنها را در طول خورشیدگرفتگی دنبال کنند.
سه دقیقه فرصت بیشتر برای مشاهده تاج خورشیدی
یکی از محدودیتهای مهم رصد خورشیدگرفتگی کلی از سطح زمین، کوتاهبودن مدت زمان گرفت کلی است. از روی زمین، بیشترین مدت مشاهده تاج خورشیدی در این رویداد حدود ۲ دقیقه و ۱۸ ثانیه خواهد بود. اما هواپیمای WB-۵۷ با حرکت در امتداد مسیر سایه ماه میتواند مدت زمان مشاهده را افزایش دهد و این زمان را برای تجهیزات خود به نزدیک سه دقیقه برساند.
این افزایش زمانی در ظاهر چندان زیاد نیست، اما برای پژوهشهای علمی که به ثبت تغییرات سریع وابستهاند، اهمیت دارد. هر ثانیه اضافی میتواند دادههای بیشتری در اختیار پژوهشگران قرار دهد و امکان مقایسه بهتر مراحل مختلف گرفت را فراهم کند.
هواپیما همچنین میتواند برخی طول موجهای فروسرخ را ثبت کند که بخشی از آنها هنگام عبور از جو زمین جذب میشوند؛ بنابراین رصد از ارتفاع بالا، مجموعهای از محدودیتهای ناشی از جو را کاهش میدهد و امکان بررسی دقیقتر برخی ویژگیهای خورشید را فراهم میکند.
راز دمای بسیار بالای تاج خورشیدی همچنان پابرجاست
یکی از پرسشهای مهم در فیزیک خورشید، علت دمای بسیار بالای تاج خورشیدی است. دمای این بخش از جو خورشید میتواند به حدود یک میلیون درجه برسد؛ در حالی که لایههای پایینتر خورشید دمای بسیار کمتری دارند.
این تفاوت دمایی یکی از مسائل شناختهشده در مطالعه خورشید است که با عنوان «مسئله گرمایش تاج خورشیدی» (Coronal Heating Problem) شناخته میشود. دانشمندان برای توضیح آن، فرآیندهای مختلفی را بررسی کردهاند و مشاهدات دقیقتر از ساختار و پویایی تاج میتواند به محدودکردن و ارزیابی این توضیحات کمک کند.
دادههای حاصل از خورشیدگرفتگی همچنین میتواند برای مطالعه «برجستگیهای خورشیدی» (Solar Prominences) و ساختارهای مرتبط با فورانهای خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد. برجستگیهای خورشیدی ساختارهایی از پلاسمای نسبتاً سردتر و متراکمتر هستند که در امتداد میدان مغناطیسی خورشید شکل میگیرند و میتوانند در ساختار تاج خورشیدی دیده شوند.
بررسی این ساختارها برای شناخت بهتر فعالیت مغناطیسی خورشید اهمیت دارد. میدان مغناطیسی خورشید در بسیاری از پدیدههای سطح و جو آن نقش اساسی دارد و تغییرات این میدان میتواند با آزادشدن انرژی و شکلگیری فورانهای مختلف همراه باشد.
ارتباط تاج خورشیدی با باد خورشیدی بررسی میشود
یکی دیگر از اهداف این برنامه، بررسی ارتباط میان مواد موجود در تاج خورشیدی و باد خورشیدی است. باد خورشیدی جریان پیوستهای از ذرات باردار است که از لایههای بیرونی خورشید به فضای میانسیارهای منتشر میشود.
این جریان در تعامل با میدان مغناطیسی زمین و محیط اطراف سیاره قرار میگیرد و بخشی از آنچه به عنوان «آبوهوای فضایی» (Space Weather) شناخته میشود، به فعالیت خورشیدی و شرایط باد خورشیدی وابسته است.
به همین دلیل، شناخت بهتر چگونگی شکلگیری و شتابگیری این جریان میتواند به درک دقیقتر رفتار خورشید و اثرات فعالیت آن در فضای نزدیک زمین کمک کند. تصاویر با سرعت بالا و در طول موجهای مختلف میتوانند اطلاعاتی درباره ساختارهایی ارائه کنند که در انتقال مواد و انرژی از خورشید به فضای اطراف نقش دارند.
اینبار زمین هم بخشی از آزمایش است
در سوی دیگر این برنامه پژوهشی، گروههایی از دانشمندان به بررسی واکنش جو زمین در هنگام خورشیدگرفتگی خواهند پرداخت. کاهش ناگهانی تابش خورشید در جریان گرفت کلی میتواند در مدت کوتاهی شرایط تابشی و حرارتی بخشهایی از جو را تغییر دهد.
برای بررسی این تغییرات، چندین تیم پژوهشی در ایسلند و اسپانیا از بالنهای علمی استفاده خواهند کرد. این بالنها امکان اندازهگیری شرایط جوی در ارتفاعهای مختلف را فراهم میکنند و میتوانند تغییرات ایجادشده در طول خورشیدگرفتگی را ثبت کنند.
در ایسلند، دو تیم در مجموع حدود ۸۰ بالن را از حدود ۱۸ ساعت پیش از گرفت تا هشت ساعت پس از آن به پرواز درمیآورند. هدف اصلی، مطالعه تغییرات «لایه مرزی جو» (Atmospheric Boundary Layer) است؛ بخشی از جو که بهطور مستقیم تحت تأثیر سطح زمین قرار دارد.
ارتفاع و ویژگیهای این لایه به عواملی مانند دمای سطح زمین، رطوبت و شرایط جوی وابسته است. هنگامی که تابش خورشید بهطور ناگهانی کاهش مییابد، تعادل حرارتی سطح زمین و لایههای نزدیک به آن نیز دستخوش تغییر میشود. ثبت این تغییرات میتواند اطلاعات دقیقتری درباره واکنش کوتاهمدت جو به خورشیدگرفتگی فراهم کند.
شش بالن در اسپانیا سایه ماه و تغییرات ازن را ثبت میکنند
در اسپانیا نیز سه تیم پژوهشی در مجموع شش بالن مجهز به دوربینهای ۳۶۰ درجه را به پرواز درمیآورند. این دوربینها از ارتفاع، حرکت و ساختار سایه ماه را ثبت خواهند کرد و امکان بررسی دقیقتر نحوه عبور سایه از سطح زمین را فراهم میکنند.
این بالنها علاوه بر تصویربرداری، به ابزارهایی برای اندازهگیری میزان «ازن» (Ozone) در جو مجهز خواهند بود. ازن یکی از ترکیبات مهم جو زمین است که تشکیل آن به فرآیندهای فتوشیمیایی و تابش فرابنفش خورشید وابسته است.
کاهش شدید نور خورشید در هنگام گرفت میتواند برای مدت کوتاهی این فرآیندها را تغییر دهد. مطالعات انجامشده در خورشیدگرفتگیهای گذشته نیز تغییراتی در میزان ازن را نشان دادهاند. اندازهگیریهای جدید میتواند به مقایسه این تغییرات و بررسی دقیقتر سازوکارهای جوی مرتبط با خورشیدگرفتگی کمک کند.
چرا دانشمندان هر گرفت را دوباره بررسی میکنند؟
ممکن است این پرسش مطرح شود که با وجود مطالعه خورشیدگرفتگیهای متعدد در گذشته، چرا هر گرفت همچنان برای پژوهشگران اهمیت دارد. پاسخ را باید در ماهیت متغیر خورشید جستوجو کرد.
خورشید یک جرم ساکن نیست و فعالیتهای آن در طول زمان تغییر میکند. ساختار میدان مغناطیسی، فعالیتهای سطحی و شرایط تاج خورشیدی در هر دوره میتواند متفاوت باشد؛ بنابراین هر خورشیدگرفتگی فرصتی برای مشاهده خورشید در شرایطی تازه فراهم میکند.
پژوهشگران ناسا نیز برای مأموریت امسال از دادههای حاصل از خورشیدگرفتگی سال ۲۰۲۴ استفاده کردهاند. اطلاعات بهدستآمده از آن رصدها به بهبود تنظیمات دوربینها و روشهای پردازش داده کمک کرده است.
به این ترتیب، خورشیدگرفتگیهای مختلف نه رویدادهایی مستقل، بلکه بخشی از یک زنجیره بلندمدت از مشاهدات علمی هستند. هر رصد جدید میتواند دادههایی تولید کند که در کنار دادههای قبلی، تصویر دقیقتری از رفتار خورشید و جو زمین ارائه دهد.
خورشیدگرفتگی؛ یک آزمایشگاه طبیعی چند دقیقهای
خورشیدگرفتگی ۲۱ مرداد ۱۴۰۵ در ظاهر رویدادی کوتاه است؛ اما مجموعه پژوهشهایی که همزمان با آن انجام میشود، دامنهای بسیار گسترده دارد. یک سوی این مطالعات به میلیونها کیلومتر دورتر، یعنی ساختارهای بیرونی خورشید، نگاه میکند و سوی دیگر، تغییرات جو زمین را در فاصلهای نزدیکتر بررسی میکند.
هواپیمای WB-۵۷ تلاش میکند با تعقیب سایه ماه، زمان مشاهده تاج خورشیدی را افزایش دهد و با استفاده از دوربینهای مرئی و فروسرخ، جزئیات بیشتری از ساختارهای خورشیدی ثبت کند. همزمان، دهها بالن علمی در ایسلند و اسپانیا تغییرات جو زمین، رفتار لایه مرزی، میزان ازن و حرکت سایه ماه را اندازهگیری خواهند کرد.
در نتیجه، این خورشیدگرفتگی تنها فرصتی برای مشاهده تاریکشدن موقت خورشید نیست. این رویداد برای دانشمندان به یک آزمایش طبیعی تبدیل میشود که در آن، ماه با قرارگرفتن میان زمین و خورشید، شرایطی کمنظیر برای مطالعه همزمان خورشید و جو زمین ایجاد میکند.
ناسا همچنین اعلام کرده است که این خورشیدگرفتگی را بهصورت زنده پوشش خواهد داد و تصاویری از ایسلند و اسپانیا و گفتوگوهایی با متخصصان را در اختیار مخاطبان قرار خواهد داد. به این ترتیب، چند دقیقه تاریکی در آسمان میتواند به مجموعهای از دادههای علمی تبدیل شود؛ دادههایی که بخشی از تلاش گسترده دانشمندان برای شناخت بهتر ستارهای هستند که شرایط زندگی در زمین به آن وابسته است.
انتهای پیام/
