لکههای خورشیدی نمونههایی عمیق و مهم از پیچیدگی مغناطیسی خورشید هستند که نه تنها ظاهر سطحی آن را تغییر میدهند، بلکه تأثیرات عمیقی بر فضای اطراف زمین دارند. این نقاط تاریک در سطح خورشید در حقیقت نواحی مغناطیسی بسیار قویاند که مانع جریان طبیعی گرما در سطح خورشید میشوند، بنابراین دمای آنها پایینتر است و به همین دلیل از بقیه سطح نور کمتری منتشر میکنند. دمای متوسط لکههای خورشیدی معمولاً در حدود چهار تا پنجهزار درجهی سانتیگراد است، در حالی که دمای سطح اطراف آنها نزدیک به ششهزار درجه است؛ این اختلاف دمایی علت ظاهر تاریک لکههاست.
فعالیت لکههای خورشیدی تابع یک چرخه تقریبی ۱۱ ساله است؛ این چرخه زمانی به اوج فعالیت — موسوم به «حداکثر خورشیدی» — میرسد، و سپس تا حداقل فعالیت کاهش مییابد. دانشمندان با شمارش تعداد لکهها و گروههای لکهها، روند این چرخه را رصد میکنند. روش کلاسیکی برای این شمارش توسط رادولف ولف ابداع شده که تعداد گروهها را ده برابر در نظر میگیرد و سپس تعداد لکههای منفرد را به آن اضافه میکند.
NASA Science
+2
solarscience.msfc.nasa.gov
+2
این روش باعث میشود تا حتی وقتی بعضی نقاط کوچکتر قابل تشخیص نباشند، برآوردی قابل اعتماد از فعالیت لکهای داشته باشیم. طبق گزارش مرکز پیشبینی وضعیت فضایی (SWPC) وابسته به NOAA، تعداد لکهها در طول زمان نوسانات واضحی دارد.
بررسیهای تاریخی نشان میدهد که در برخی چرخهها تعداد لکهها به شکل قابلتوجهی بالا رفته است. به عنوان نمونه، چرخهی خورشیدی شماره ۱۱ (بین سالهای ۱۸۶۷ تا ۱۸۷۸) به اوج تعداد لکه با میانگین ۲۳۴ لکه (عدد صافشده) رسید.
Wikipedia
در مقابل، در برخی دیگر از دورهها تعداد روزهای بدون هیچ لکهای هم بسیار زیاد بوده است؛ این نوع نوسانات نشاندهندهی تغییرات بلندمدت در فعالیت مغناطیسی خورشید هستند.
نمودار تاریخی تعداد لکهها که از دادههای طولانیمدت رصدی بهدست آمده، تاثیرات این چرخه را به خوبی نشان میدهد: اوج و حضیضهایی که به صورت دورهای تکرار میشوند و به ما امکان میدهند وضعیت فعلی خورشید را در چارچوب یک روند بلندمدت قرار دهیم.
European Space Agency
علاوه بر چرخه ۱۱ ساله، مطالعاتی نیز به نوسانات بلندتر پرداختهاند که نشاندهندهی دورههای متناوب بین چند دهه تا چندصد سال هستند.
لکههای خورشیدی تأثیراتی فراتر از جنبههای نظری دارند. از آنجا که این نواحی مغناطیسی قادر به ذخیره و آزادسازی مقادیر عظیمی انرژیاند، میتوانند منجر به فورانهای خورشیدی (فلرها) و پرتاب جرم تاجی (CME) شوند که ذرات باردار را به سمت فضا پرتاب میکنند. وقتی این ذرات به نزدیکی زمین برسند، میتوانند اختلالاتی در ارتباطات رادیویی، ماهوارهها و شبکه برق ایجاد کنند و حتی شفقهای قطبی زیبا را در مناطقی دورتر از قطبها به وجود بیاورند. به همین دلیل، رصد لکههای خورشیدی یکی از ابزارهای کلیدی در پیشبینی وضعیت «آبوهوای فضایی» است.
مطالعه لکههای خورشیدی همچنین دریچهای رو به مکانیسمهای درونی خورشید باز میکند. آنها بازتابدهندهی تعامل بین میدان مغناطیسی و جریانهای پلاسمایی هستند؛ بخشهایی از داخل خورشید که در اثر حرکت مواد باردار تحت تأثیر مغناطیس رفتار پیچیدهای دارند. مدلهای دیناموی خورشیدی سعی دارند این تعامل را شبیهسازی کنند تا بتوانند چرخههای خورشیدی را پیشبینی کنند و ارتباط آنها با تغییرات تابش، و در نتیجه تأثیر بر اقلیم زمین را بهتر درک نمایند.
در سالهای اخیر، توجه به لکههای خورشیدی به دلیل افزایش فعالیت در چرخهی فعلی (چرخهی ۲۵) افزایش یافته است. گزارشهایی وجود دارد که در برخی ماهها تعداد لکهها بیشتر از پیشبینی اولیه بوده است و این احتمال وجود دارد که ما در آستانه یا در اوج یک دوره فعالتر باشیم.
Space
+1
این امر انگیزهی دانشمندان را برای رصد دقیقتر و مدلسازی پیشرفتهتر بیشتر کرده است، زیرا پیامدهای فضاهوا (مانند طوفانهای مغناطیسی) در دوران اوج خورشیدی میتواند شدیدتر باشد.
در نهایت، لکههای خورشیدی نه فقط یک پدیده نجومی زیبا، بلکه شاخصی حیاتی از رفتار درونی خورشید هستند که پژوهش در مورد آنها به ما امکان میدهد ارتباط میان فعالیت مغناطیسی خورشید، چرخههای بلندمدت و تأثیرات بر زمین را بهتر بفهمیم و در عین حال برای مقابله با چالشهای ناشی از رویدادهای فضاهوا آمادهتر شویم.