8 دقیقه
ستارهشناسان برای نخستینبار یک توده پرتابی تاج خورشیدی (CME) را از ستارهای فراتر از خورشید ما ثبت کردهاند — انفجاری آنچنان قدرتمند که میتواند جو سیارات نزدیک را از آنها بزداید. این یافته پنجرهای تازه بر روی هواشناسی فضایی ستارهای میگشاید و پرسشهایی را دربارهٔ شدت دشمنی برخی محیطهای فراخورشیدی با حیات مطرح میکند.
شفق قطبی جنوبی، معروف به Aurora Australis، در افق بر فراز آبهای ساحل برایتون در دانیدن در تاریخ 13 نوامبر 2025 میدرخشد.
یک لحظهٔ نادر رادیویی: چگونه طوفان کشف شد
این کشف حاصل کار یک تیم بینالمللی است که از شبکه تلسکوپهای رادیویی LOFAR، یعنی آرایهٔ فرکانس پایین استفاده کردند — مجموعهای اروپایی از رادیوتلسکوپها که برای دریافت سیگنالهای ضعیف و فرکانس پایین بهینهسازی شدهاند. LOFAR از سال 2016 مشغول نقشهبرداری منابع رادیویی شدید مانند سیاهچالهها بوده، اما تیم پژوهشی همواره دادههای پسزمینهٔ ستارهای را نگه داشته است. بررسی آرشیو این دادهها رخدادی را نشان داد: یک انفجار رادیویی یکدقیقهای در 16 می 2016 که از ستارهٔ کوتولهٔ سرخ با شناسهٔ StKM 1-1262 و در فاصلهٔ تقریباً 133 سال نوری منشا گرفته بود.
چرا دادههای رادیویی اهمیت دارند
تودههای پرتابی تاجی روی خورشید شناختهشدهاند که ذرات باردار را شتاب میدهند و نشانههای رادیویی تولید میکنند؛ بنابراین شناسایی الگوهای رادیویی مشابه از ستارهای دیگر، نشانهٔ مستقیمی از وجود یک CME ستارهای فراهم میآورد. حساسیت LOFAR به امواج رادیویی کمفرکانس به پژوهشگران این امکان را داد تا الگوی انفجار را تشخیص دهند و آن را بهعنوان یک CME از نوع ستارهای، نه یک فلر (جوششی کوتاهمدت) یا خطای ابزاری، شناسایی کنند.
برآورد پژوهشگران نشان میدهد این CME ستارهای دستکم دههزار برابر پرانرژیتر از بسیاری از طوفانهای خورشیدی است که از خورشید ما مشاهده میکنیم. این شدت — حتی اگر تنها برای بازههای زمانی کوتاه ادامه یافته باشد — برای سیارهای که میدان مغناطیسی قوی یا جو فشردهای ندارد میتواند ویرانگر باشد.
پیامدها برای سیارههای فراخورشیدی و قابلیت زیست
کوتولههای سرخ (M-dwarf) شایعترین ستارههای میزبان سیاراتی با اندازهٔ زمین هستند و سالها هدفهای اصلی جستجوی حیات فراخورشیدی بودهاند. اما این شناسایی جدید نشان میدهد فعالیتهای مغناطیسی این ستارگان ممکن است بسیار نامنظمتر و خشونتآمیزتر از آنچه پیشتر تصور میشد باشد. CMEهای قدرتمند میتوانند جو سیارات را فرسایش دهند، آب را از روی سطح یا از جو جدا کنند و سطوح سیارهای را با ذرات پرانرژی بمباران کنند — فرآیندهایی که احتمال پدیداری یا تداوم حیات از نوع زمینی را کاهش میدهند.
فیلیپ زارکا از رصدخانهٔ پاریس، یکی از نویسندگان همکار مقاله، گفت: «این نخستین شناسایی رادیویی یک CME روی ستارهای دیگر است و دورانی جدید را برای مطالعهٔ هواشناسی فضایی در سامانههای ستارهای دیگر آغاز میکند.» او و همکارانش استدلال میکنند که مشخصهیابی طوفانهای مغناطیسی ستارهای برای ارزیابی قابلیت زیست سیارات فراخورشیدی ضروری است.
سیریل تاسه، همنویسندهٔ مقاله، توضیح داد که در حالی که LOFAR بهطور معمول ستارهها را در میدان دید خود دارد، تیم جریانهای پردازشی دادههایی را توسعه داده که رویدادهای گذرا و گذرایی را حفظ و علامتگذاری میکنند. جستجوی آرشیوی که از سال 2022 آغاز شد، هماکنون نتایج خود را نشان میدهد: رویداد یکدقیقهای سال 2016 هنگام بازپردازش با الگوریتمهایی که برای گذراهای رادیویی ستارهای تنظیم شده بودند، بهعنوان نشانهٔ قدرتمندی از پرتاب ماده برجسته شد.
برای بسط بحث قابلیت زیست و اثرات بر جو سیارات، باید به پارامترهای فیزیکی CME، مانند انرژی کل پرتابشده، طیف ذرات شتابیافته، و توزیعهای زاویهای توجه کرد. اگر CMEهای ستارهای بهصورت مکرر و با انرژیهای بالا رخ دهند، حتی سیاراتی که در ناحیهٔ قابل سکونت (habitable zone) قرار دارند نیز ممکن است در برابر فرایندهای فرسایش جو آسیبپذیر باشند. مطالعات فوتوشیمی جو که به تشعشع و ذرات پرانرژی حساساند نشان میدهند ترکیبهای مولکولی مربوط به زیستشناسیِ قابل رصد (biosignatures) نیز میتواند تحت تأثیر قرار گیرد، که این خود انتخاب اهداف برای جستجوی نشانگرهای زیستی را تغییر میدهد.
زمینهٔ علمی: این یافته چه معنایی برای مطالعهٔ هواشناسی فضایی دارد
در زمین، CMEها میتوانند ماهوارهها را مختل کنند، شبکههای برق را آسیبپذیر سازند و شفقهایی در عرضهای جغرافیایی بالا ایجاد کنند — و گاهی در طوفانهای شدید تا عرضهای پایینتر نیز دیده میشوند. سازمانهایی مانند NOAA به دلیل این پیامدهای اجتماعی، فعالیت خورشیدی را رصد میکنند. گسترش مفهوم «هواشناسی فضایی» به سامانههای ستارهای دیگر دیدی مقایسهای فراهم میآورد: همهٔ خورشیدها مانند خورشید ما رفتار نمیکنند و برخی محیطهای ستارهای بهطور ذاتی ممکن است برای جوها و شیمی مرتبط با حیات دشمن باشند.
علاوه بر مسئلهٔ قابلیت زیست، شناسایی CMEها روی ستارگان دیگر به اخترفیزیکدانان امکان میدهد مدلهای میدان مغناطیسی ستارهای، شتابدهی ذرات، و از دست دادن تکانهٔ زاویهای را آزمایش کنند. نقشهبرداری فراوانی و توزیع انرژی این رویدادها در انواع مختلف ستارهای با ترکیب بررسیهای رادیویی، پایشهای نوری و رصدهای پرتو ایکس میتواند چارچوب نظری پایدارتری برای تکامل محیطهای فراسیارهای فراهم کند.
یکی از جنبههای کلیدی این دادهٔ رادیویی، امکان سنجش مستقیم فرآیندهای شتابدهی است که در CME رخ میدهند. امواج رادیویی کمفرکانس معمولاً از تعامل ذرات پرانرژی با میدان مغناطیسی ستاره یا از فرآیندهای امیترهای کُهیرنت سرچشمه میگیرند؛ تحلیل طیف زمانی-فرکانسی این انفجارها میتواند نشان دهد چه نسبتی از انرژی به ذرات باردار منتقل شده و چه سهمی به میدان مغناطیسی مرتبط است. چنین دانشی برای درک اثرات بر جو، تخریب لایههای اوزونمانند و پایداری ترکیبات مولکولی سطحی اهمیت دارد.
دیدگاه کارشناسی
دکتر مایا سینگ، اخترفیزیکدانی که روی جوهای فراسیارهای کار میکند، اظهار داشت: «این شناسایی نقطهٔ عطفی است. اکنون ما شواهد مستقیمی داریم که برخی ستارگان فورانهایی با مرتبههایی از قدرت بسیار بیشتر از خورشید تولید میکنند. برای سیاراتی که بهطور نزدیک به کوتولههای سرخ میگردند، قرارگیری مکرر در معرض این طوفانها میتواند جوها را در زمانهای زمیننگارانهٔ کوتاه از بین ببرد. این موضوع اولویتبندی اهداف برای جستجوی نشانگرهای زیستی را تغییر میدهد.»
در مسیر آینده، ستارهشناسان قصد دارند جستجوهای آرشیوی را گستردهتر کنند و کارزارهای پایش اختصاصی با LOFAR و ابزارهای مکمل مانند تلسکوپهای نوری و رصدخانههای پرتو ایکس اجرا کنند. کاتالوگسازی CMEهای ستارهای و امضاهای رادیویی آنها به پژوهشگران کمک میکند تا میزان شایع بودن هواشناسی فضایی شدید را کمّیسازی کنند و مدلهای تکامل محیطهای فراسیارهای را پالایش نمایند.
برای افزایش قطعیت در تحلیلها، ترکیب دادههای رادیویی با اطلاعات زمانسنجی فلرزنی (flare timing)، مشاهدات طیفسنجیِ نوری و اندازهگیریهای میدان مغناطیسی ستارهای حیاتی است. همبستگی میان فلرها و CMEها روی خورشید نشان داده که هرچند ارتباط نزدیکی وجود دارد، اما همهٔ فلرها با CME همراه نیستند؛ بررسی این نسبت در ستارههای مختلف میتواند نشان دهد کدام نوع رفتار ستارهای برای آسیبزدن به جوها خطرناکتر است.
در سطح ابزارشناسی، توسعهٔ الگوریتمهای قدرتمند برای شناسایی گذراهای رادیویی در دادههای آرشیوی و زنده (real-time) اهمیت زیادی دارد. تیم LOFAR با بهکارگیری روشهای یادگیری ماشین و پردازش سیگنال پیشرفته توانسته است رویدادهای ضعیف و گذرا را از نویز جدا کند — رویکردی که برای شبکههای رادیوی آینده و پروژههای بزرگتر مانند SKA (آرایهٔ تلسکوپی مربع کیلومتری) نیز قابل تعمیم است.
بعلاوه، سنجش اثرات CME ستارهای بر سیارات نیازمند مدلهای رفتاری جو با همگرایی فرآیندهای شیمیایی-فوتوشیمیایی و دینامیک است تا بتوان پیشبینی کرد کدام ترکیبهای جوئی در برابر بمباران ذرات پرانرژی مقاومتر هستند و کدامها سریعتر تخریب میشوند. این مدلها همچنین باید نقش میدانهای مغناطیسی سیارهای بهعنوان سپر محافظ را لحاظ کنند؛ سیارهای با میدان مغناطیسی قوی ممکن است بتواند جو و آب خود را برای مدت بیشتری حفظ کند.
در سطح سیاست علمی و برنامهریزی مأموریتها، درک بهتر هواشناسی فضایی ستارهای میتواند معیارهای انتخاب اهداف برای تلسکوپهای بزرگ آینده مانند JWST و نسل بعدی ابزارهای جستجوی نشانگر زیستی را تغییر دهد. اولویتبندی سیاراتی که در محیطهای ستارهای نسبتاً آرامتر واقع شدهاند، یا تمرکز بر اندازهگیریهای میدان مغناطیسی سیارهای، ممکن است نتیجهٔ مستقیم این پژوهشها باشد.
در نهایت، این کشف نشان میدهد که تعامل میان اخترفیزیک ستارهای، مطالعات جوهای فراسیارهای، و رصدشناسی رادیویی در عصر دادههای آرشیوی و ابزارهای حساس اهمیت فزایندهای یافته است. همافزایی بین این حوزهها، همراه با تحلیلهای نظری پیشرفته، ما را به درک کاملتری از شرایط فیزیکی و شیمیایی سیارات خارج از منظومهٔ شمسی نزدیک میکند و معیاری واقعگرایانهتر برای قابل سکونت بودن آنها فراهم میسازد.
منبع: sciencealert
نظرات
نووا_x
حس میکنم کمی اغراق شده؛ یه دقیقه از 2016 بعد میگن معیارهای انتخاب هدف رو عوض کنین؟ شاید بهتره صبور باشیم و داده جمع کنیم
Daنیکس
من تو یه پروژه امواج رادیویی کار کردم، شناسایی گذراها کلی چالش داره، الگوریتما مهمن. خوشم اومد که آرشیو رو دوباره پردازش کردن
آسمانچرخ
باز شدن پنجره جدید به هواشناسی فضایی عالیه. باید رصدهای رادیو، نوری و X رو با هم بیارن، فقط رادیو کافی نیست
سروش
تا حدی منطقیه؛ اما یه رویداد تنها دلیل نمیشه. آمار و تکرار لازمه، مخصوصا برای قضاوت درباره قابلیت زیست
آستروست
اینطوری که میگن از آرشیو 2016 پیدا شده، چطور مطمئن شدن CME بوده نه فقط یه فلر یا نویز؟ واقعاً روششون رو توضیح دادن؟
دیتاپالس
وای، یعنی یه انفجار 10000 برابر خورشید؟! اگه راست باشه، سیارات نزدیک اصلاً شانسی ندارن... فکر کنم باید بیشتر نگران باشیم، جدی
ارسال نظر