پاسخ به:نجوم و اختر شناسی
سه شنبه 10 بهمن 1391 3:53 PM
راز لكه‌هاي خورشيدي خورشيد همواره مملو از رازهاي سر به مهر و هيجان‌انگيز بوده است. اين ستاره درخشان همزمان با شكل‌گيري نخستين جرقه‌هاي دانش نوين بشري در زمينه اخترشناسي به طرز بي‌سابقه‌اي مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. آن زمان كه دانشمندان در قرون گذشته پي به اين حقيقت بردند كه زمين مركز عالم نيست، اين خورشيد بود كه به عنوان يكي از نقاط مورد توجه دانشمندان در زمينه كشف رموز پيدايش اوليه عالم خودنمايي مي‌كرد. اين ستاره غول‌پيكر هر از چند گاهي بيش از ساير دوران‌ها مورد توجه قرار مي‌گيرد. اخترشناسان از مدت‌ها پيش لكه‌هاي موجود در سطح اين ستاره را مورد نظر داشته‌اند و تلاش‌هاي زيادي براي پرده برداشتن از راز وجود آنها به خرج داده‌اند. اكنون گروهي از دانشمندان بين‌المللي به سرپرستي دكتر ماتياس رمپل از رصدخانه مركز ملي تحقيقات اتمسفريك آمريكا نخستين مدل رايانه‌اي دقيق و قابل درك از لكه‌هاي خورشيدي را ارائه كرده‌اند كه بي‌شك مي‌تواند بخشي از ناگفته‌هاي خورشيد را براي دانشمندان روشن كند. وي در گفتگوي اختصاصي با سيب به تشريح بيشتر اين پروژه و دستاوردهاي آن پرداخته است.
چرا تحقيقاتي از اين دست يعني بررسي لكه‌هاي خورشيدي تا اين حد از اهميت برخوردار است؟
زمين در معرض خورشيد و پرتوهاي مختلف آن قرار دارد. اگر دقت كنيد همواره خبرهايي درباره فوران‌هاي خورشيدي و تشديد و افت اين فرآيند مي‌شنويد و مي‌بينيد. از سوي ديگر پرتوهاي مملو از انرژي خورشيد در راه انتشار در منظومه شمسي از زمين مي‌گذرند. اينها همگي نشان‌دهنده اين است كه سياره ما به جهت فاصله نسبتا كمي كه با خورشيد دارد (البته در مقايسه با ساير سيارات و اجرام آسماني منظومه شمسي) همواره تحت تأثير اين فرآيندها قرار داشته و خواهد داشت. از مدت‌ها پيش به اين فكر بوديم كه چگونه مي‌توان الگوي رايانه‌اي مناسبي براي پيش‌بيني شكل‌گيري اين فرآيندها به دست آورد. اكنون حرف‌هاي تازه‌اي براي گفتن داريم. ما در سال‌هاي گذشته به اين نتيجه رسيده بوديم كه ايجاد هرگونه تغييري در سيستم‌هاي اتمسفريك زمين، با طيف گسترده‌اي از فعل و انفعالات درون فضايي ارتباط دارد كه خورشيد از جمله آنهاست و اكنون از اين بابت مطمئن شده‌ايم كه لكه‌هاي خورشيدي يكي از مهم‌ترين فاكتورهاي تأثيرگذار در اين سيستم است.
كمي درباره لكه‌هاي خورشيدي و ارتباط آنها با خورشيد و زمين صحبت كنيد.
براي شناخت بهتر لكه‌هاي خورشيدي بايد ابتدا ريشه پيدايش آنها را بررسي كرد. اين لكه‌ها ارتباط كاملا مستقيمي با فوران‌هاي عظيم ذرات پلاسماي باردار دارند. نكته مهمي كه نبايد آن را ناديده گرفت اين است كه اين ذرات مي‌توانند توفان‌هاي ژئوماژنتيكي را موجب شوند كه رايج‌ترين تأثيرگذاري آن بر زمين، ايجاد اختلال در فعاليت روزمره ماهواره‌ها و ساير سيستم‌هاي ارتباطاتي است. از آن گذشته تحقيقاتي كه در دانشگاه‌هاي مختلف نظير واشنگتن و هاروارد انجام شده است نشان مي‌دهند كه اين لكه‌ها با ميزان خروجي انرژي خورشيدي نيز ارتباط مستقيمي دارند. از اين رو مي‌توان تصوير روشني از تأثيرگذاري اين لكه‌ها بر زندگي روزمره زميني در ذهن داشت. گذشته از تمامي اين موارد، در سال‌هاي اخير و همزمان با تشديد توليد گازهاي گلخانه‌اي با فرآيندي تحت عنوان گرمايش زمين و برهم خوردن تعادل طبيعي زمين روبرو هستيم. نكته مهم اين است كه اين لكه‌ها و فرآيند ايجاد آنها نيز تأثير زيادي بر تعادل آب و هوايي زمين دارند. پس به دست آوردن الگويي از فعاليت آنها براي بسياري از امور مرتبط با زمين براي دانشمندان از اهميت خاصي برخوردار است.
نتايج اين پروژه تا چه حد براي شما راضي‌كننده بوده است؟
خب هيچگاه نمي‌توان كاملا از نتايج يك تلاش تحقيقاتي راضي بود چون همواره موانع و تغيير مسيرهاي ناگهاني در طول مسير روي مي‌دهد كه دانشمندان را از رسيدن به نتايج مورد دلخواهشان نااميد مي‌كند. اما مدل‌هايي كه با استفاده از رايانه به دست آورديم كه البته در نوع خود در دنيا بي‌سابقه هستند جزئيات بسيار دقيقي از خورشيد و لكه‌هاي آن در اختيار دانشمندان قرار مي‌دهد. ما در گذشته با موضوع مبهمي تحت عنوان نواحي متصل شده در سطح خورشيد روبرو بوده‌ايم كه مي‌توان آنها را به نوعي به وصله تشبيه كرد. اين وصله‌هاي و اين‌كه چطور در سطح خورشيد شكل گرفته‌اند از هر حيث جالب توجه بوده‌اند. فكر مي‌كنيم با استفاده از نتايج اين پروژه بخشي از راز تشكيل آنها را نيز برملا كنيم.
چرا در گذشته، يعني در يك دهه پيش چنين دستاوردهايي ارائه نشده بود؟ به نظر مي‌رسد دانش بشري در عرصه‌هاي مختلف از جمله اخترشناسي پيشرفت خوبي داشته است.
در اينجا بايد به دو نكته مهم توجه كرد. اهميت و اولويت موضوع و ابزارهاي لازم براي توسعه يافته‌هاي علمي دو نكته مهم در دستيابي به مرزهاي تازه‌اي از دانش نوين هستند. خورشيد همواره براي دانشمندان و اخترشناسان به عنوان يك اولويت علمي و تحقيقاتي مطرح بوده است و اين نكته را مي‌توان با توجه به بودجه‌هاي كلاني كه در ناسا و آسا براي پروژه‌هاي مرتبط با خورشيد اختصاص مي‌يابد متوجه شد. اما مسأله اين است كه تاكنون ابزارهاي لازم براي اين منظور ارائه نشده بودند. مهم‌ترين آنها ابررايانه‌هايي است كه بتوان با استفاده از آنها سريع‌ترين و پيچيده‌ترين شبيه‌سازي‌ها و محاسبات رياضي را انجام داد تا بتوان الگوها و مدل‌هاي مورد نظر را به دست آورد. از آن گذشته در سال‌هاي گذشته ارائه‌هاي خورشيدي مطمئن و قابل قبولي براي اين منظور نداشتيم اما اكنون اين دو ابزار ارائه شده‌اند و با استفاده از آنها اين پروژه تاكنون نتيجه‌بخش بوده است. ابررايانه‌اي كه در اين پروژه مورد استفاده قرار گرفته است از سوي محققان و همكاران ما در دانشگاه شيكاگو ساخته شده است كه در هر ثانيه بيش از 75 تريليون محاسبه رياضي را با ضريب دقت خيره‌كننده‌اي انجام مي‌دهد.
همانطور كه مي‌دانيد اين لكه‌ها از فعاليت مغناطيسي قوي نيز برخوردارند. آيا فكر مي‌كنيد اين ويژگي بر ميدان مغناطيسي زمين نيز تأثيرگذار باشد؟
از سال‌ها پيش يعني چيزي نزديك به يك قرن دانشمندان از وجود اين لكه‌ها مطلع شده‌اند و تقريبا از همان زمان نيز بشر از فعاليت مغناطيسي اين لكه‌ها آگاه بوده است اما شايد كمتر كسي فكر مي‌كرد كه ممكن است اين لكه‌ها و فعاليت مغناطيسي‌شان بر طيف گسترده‌اي از ميدان‌هاي مغناطيسي درون منظومه شمسي تأثيرگذار باشد. ما اين فرض را جدي گرفته‌ايم و مطمئن هستيم در بازه‌هاي زماني كه فوران‌هاي خورشيدي از فعاليت بسيار بيشتري برخوردار هستند، ايجاد تغييراتي در ميدان مغناطيسي زمين امكان‌پذير است اما به دليل محدوديت‌هاي فراوان تكنيكي، تاكنون بسيار كند در اين زمينه عمل شده است. با اين حال در آينده حرف‌هاي بيشتري براي ارائه كردن خواهيم داشت.
فكر مي‌كنيد در آينده نه چندان دور اوضاع جوي زمين تا چه حد از خورشيد تأثيرپذير باشد؟
نمي‌توان درخصوص آينده نزديك صحبت زيادي كرد چون فرآيندهايي از اين دست معمولا در بازه‌هاي زماني طولاني‌مدت قابل بررسي هستند. اما حداقل مي‌توان با استفاده از اين الگوها و مدل‌ها و پيش‌بيني زمان آغاز انفجارها و گسترش پرتوهاي خطرناك و مختل‌كننده خورشيدي، برنامه‌ريزي‌هاي دقيق‌تري در زمينه پرتاب ماهواره‌هاي مخابراتي و ارتباطاتي انجام داد تا فعاليت آنها با كمترين آسيب‌پذيري از فعل و انفعالات خورشيدي همراه باشد. ما براي آينده برنامه‌هاي زيادي در زمينه توسعه اين تحقيقات داريم. البته معمولا كارهايي از اين نوع به استفاده از ابررايانه‌هاي جديد و قوي‌تر مربوط مي‌شود، يعني بايد نسل جديدي از ابررايانه‌ها در راه باشند تا بتوان مدل‌هاي پيچيده‌تري از اين فعل و انفعالات ارائه كرد.
دكتر ماتياس رمپل در يك نگاه
دكتر ماتياس رمپل در رصدخانه مركز ملي تحقيقات اتمسفريك آمريكا طي 3 سال گذشته رشته تحقيقات گسترده‌اي را در خصوص خورشيد و چرخه‌هاي 11 ساله تغييرات در اين ستاره ادامه داده است. وي عمده تمركز تحقيقاتي خود را روي فوران‌ها و لكه‌هاي خورشيدي معطوف كرده و با همكاري گروهي از دانشمندان بين‌المللي درصدد كشف نشانه‌هاي تازه‌اي از تأثيرگذاري اين فرآيندها بر اوضاع جوي زمين است.
مهدي پيرگزي
www.jamejamonline.ir
کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد
دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی
