لکه خورشیدی

عکاس: محمد زنجبران

احتمالاً جرم ، شعاع درخشندگی خورشید از چند میلیارد سال پیش تغییر محسوسی نکرده‌اند. ولی سطح خورشید تعداد زیادی پدیده‌های زودگذر و متغیر سریع را نشان می‌‌دهد. هیچ یک از پدیده‌های خورشیدی به اندازه لک‌های سیاهی که گاهگاه روی قرص خورشید ظاهر می‌‌شوند مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. لکهای خورشیدی معمولاً به صورت گروههایی متشکل از دو یا چند لک منفرد ظاهر می‌‌شوند که یک پیشرو (در جهت دوران خورشید) اغلب بزرگتر می‌‌باشد. لکه‌های خورشیدی نواحی نسبتاً خنک در سطح خورشید هستند. آنها همراه با شراره‌های خورشیدی بخش مهمی از آب و هوای فضایی را تشکیل می‌دهند که می‌توانند روی زمین تأثیر بگذارند. لکهٔ خورشیدی رویدادی موقت بر روی سطح خورشید (نورسپهر/فوتوسفر) است که به‌صورت لکه‌هایی تاریک‌تر از نواحی اطراف آنها به‌وسیلهٔ فعالیت‌های شدید شار مغناطیسی که مانع از انتقال گرما می‌شود به وجود می‌آید. این لکه‌ها به علت کاهش درجهٔ حرارت سطح خورشید در آن ناحیه‌ها به وجود می‌آیند. لکه‌های خورشیدی دارای قطرهایی به ابعاد ۱۶ کیلومتر (۱۰ مایل) تا ۱۶۰٬۰۰۰ کیلومتر (۱۰۰٬۰۰۰ مایل) هستند و بزرگ‌ترین آن‌ها بدون تلسکوپ هم قابل مشاهده است. اگرچه این ناحیه‌ها هنوز درجهٔ حرارتی در حدود ۳٬۰۰۰–۴٬۵۰۰ کلوین دارند، تفاوت دمای این ناحیه‌ها با مواد پیرامون؛ حدود ۵٬۸۰۰ کلوین، به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده شوند.

اگر یک لکه خورشیدی از نورسپهر/فوتوسفر جدا شود می‌تواند قوس الکتریکی درخشانی را به وجود بیاورد. لکهٔ خورشیدی، در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج‌های خورشیدی و رخدادهای قطع ارتباط نیز هستند. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پس‌زنی تودهٔ تاج سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقهٔ گروه‌های لکه قابل رؤیت خورشید دارند. پدیده‌های مشابهی که به‌طور غیرمستقیم در ستاره‌ها نیز رصد شده‌اند عموماً لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه‌گیری شده‌اند. بزرگی و طول عمر لکها متغیر است اکثر لکها طول عمر کمتر از یک روز دارند ولی لکهای بزرگتر می‌‌توانند تا ۷۰ روز دوام داشته باشند. هر لک در مرحله اول به صورت یک منفذ کوچک دیده می‌‌شود که تقریبا ۲۰۰۰ کیلومتر قطر آن است. این منفذها بزرگتر شده و به سرعت به لکهای کوچکی تبدیل می‌‌شوند و معمولا در ظرف یک روز از بین می‌‌روند ولی بعضی از لکهای بزرگی که چند برابر از زمین بزرگتر هستند تبدیل می‌‌گردند. از مطالعه لکه ها می‌‌توان درجه حرارت مؤثر آنها را درحدود ۴۵۰۰ درجه تخمین زد.

ثبت لکه‌های خورشیدی در ۳۰۰ سال گذشته نشان داده که تعداد لکه‌ها و تغییرات اندازه آنها در یک دوره تقریبا ۱۱ سال دوام می‌‌آورد. در مدت ۵ – ۶ سال تعداد لکه‌ها پیوسته افزایش می‌‌یابد آنگاه در ۴ یا ۵ سال بعد از تعداد آنها کاسته می‌‌شود. در پایان دوره ممکن است تا چندین ماه به هیچ وجه لکه‌ای وجود نداشته باشد تا آنکه دوره جدید فرا برسد. احتمالا تغییرات گسترده نیروی مغناطیسی خورشید سبب این تحولات و تنوع در تعداد لکه‌ها می‌شود. شدت میدان یک لکه کوچک معمولاً در حدود ۱۰۰ گوس است. لکه های بزرگتر می‌‌توانند میدانهایی تا ۴۰۰۰ گوس نیز داشته باشند. توزیع لکه‌های خورشیدی در عرض جغرافیایی خورشید به طریق به خصوصی در خلال چرخه ۱۱ ساله تعداد لکه خورشیدی تغییر می‌کند. لکه‌های خورشیدی در آغاز یک چرخه در عرض‌های جغرافیایی بالا (۳۵+) درجه قرار می‌گیرند. بیشتر لکه‌ها در نزدیکی عرض ۱۵ + درجه در لت بیشینه خود و چند لکه در انتهای چرخه خوشه نزدیک ۸۰ + درجه واقع می‌شوند. تعداد کمی از لکه‌های خورشیدی را حتی می‌توان در عرض جغرافیایی بالاتر از ۴۵+درجه مشاهده کرد. زمان حیات یک لکه خورشیدی از چند روز (برای لکه‌های کوچک) تا چند ماه (برای لکه‌های بزرگ) طول می‌کشد. در حقیقت یک لکه خورشیدی در همان عرض جغرافیایی که متولد شده از بین می‌رود. (مشخصه‌ای که به ما امکان می‌دهد تا چرخش خورشیدی را تعیین کنیم) آنچه که اتفاق می‌افتد این چنین است. همان‌طور که چرخه پیشرفت می‌کند، لکه‌های جدید حتی در عرض‌های جغرافیایی پایین ظاهر می‌شوند. اولین لکه‌های عرض جغرافیایی بالا از یک چرخه حتی قبل از آخرین لکه‌های عرض جغرافیایی پایین از چرخه قبلی ظاهر می‌شوند. منشأ گرمای خورشید واکنش‌های هسته‌ای است. در این واکنش هیدروژن به هلیوم تبدیل می‌شود و گرمای فراوانی حاصل می‌شود.