ناسا با همکاری آمازون به جنگ خورشید می رود! - وبلاگ کلشی ها

به گزارش وبلاگ کلشی ها، آژانس فضایی آمریکا(ناسا) با یاری شرکت آمازون به آنالیز این موضوع خواهد پرداخت که چه چیزی طوفان خورشیدی(solar storm) را به ابرطوفان خورشیدی(solar superstorm) تبدیل می نماید.

به گزارش گروه رسانه های وبلاگ کلشی ها، ابرطوفان های خورشیدی نادر هستند و تقریبا هر 50 سال یک بار اتفاق می افتند، اما وقتی رخ می دهند، یک جریان الکتریکی ساطع می نمایند که می تواند باعث آسیب و خرابی های زیادی روی کره زمین گردد .

به عنوان مثال یک ابرطوفان خورشیدی مقصر فروپاشی شبکه برق هیدرو-کبک در مارس 1989 و 200 گزارش مختلف از نقص عملکرد شبکه برق در ایالات متحده در همان زمان بود .

مطالعه ابرطوفان های خورشیدی سخت است. سال ها است که دانشمندان در حال آنالیز این موضوع هستند که چه چیزی باعث می گردد یک طوفان خورشیدی معمولی به شکل یک ابرطوفان شکوفا گردد. اکنون به لطف همکاری آمازون و ناسا، از فناوری پیشرفته ای برای آنالیز این موضوع و چگونگی ایجاد یک سیستم واکنش سریع در مقابل آن استفاده خواهد شد .

آرون کریشنان سردبیر بخش علوم آمازون گفت: پیش بینی ابرطوفان های خورشیدی و ساخت و توسعه سیستم های واکنش سریع برای مقابله با آنها یک کار سخت است چرا که با توجه به نادر بودن این طوفان ها، نمونه های تاریخی بسیار کمی وجود دارد که می تواند برای آموزش الگوریتم ها استفاده گردد. این باعث می گردد روینمودهای یادگیری ماشین رایج توانایی خوبی برای نظارت نداشته باشند و عملا اطلاعات کم و ناکافی برای آموزش الگوریتم در پیش بینی این طوفان ها وجود دارد .

وی اضافه نمود: علاوه بر این، با ده ها ماهواره در گذشته و حال که اطلاعات هواشناسی را از مکان های مختلف اطراف زمین جمع می نمایند، میزان داده ها حیرت آور است و کوشش برای یافتن ارتباط بین آنها کاری سخت است .

با این حال، ناسا با تمام این کاستی ها در پی آنالیز این طوفان ها است. ناسا برای غلبه بر این چالش ها از مرکز خدمات حرفه ای AWS و آزمایشگاه راه چاره های یادگیری ماشین آمازون برای توسعه یادگیری های بدون نظارت و تشخیص ناهنجاری برای درک شرایط ابرطوفان ها استفاده می نماید .

دانشمندان ناسا به وسیله آزمایشگاه راه چاره های آمازون می توانند با کارشناسان یادگیری ماشین در این غول تجارت الکترونیک ارتباط برقرار نمایند. کریشنان می گوید که با قدرت و سرعت AWS می توان هزار مجموعه داده را به طور همزمان جستجو کرد و این کار به طبقه بندی ابرطوفان ها بر اساس ناهنجاری ها، به طور خاص مشاهدات همزمان بادهای خورشیدی و واکنش میدان مغناطیسی زمین یاری می نماید .

جنت کوزیرا فیزیک خورشید شناس (heliophysicist) و سرپرست این پروژه از ناسا گفت: ما باید به ابرطوفان ها به طور کلی نگاه کنیم، دقیقاً مانند کاری که هواشناسان برای رخدادهای شدید آب و هوایی انجام می دهند .

هلیوفیزیک یا فیزیک خورشید اصطلاحی به معنای فیزیک خورشید است که تا چندی پیش تنها به همین معنی مورد استفاده قرار می گرفت. هلیوفیزیک عمدتاً در رابطه با لایه های سطحی این ستاره به کار گرفته می شد و این مترادف با آنچه در حال حاضر بیشتر به نام فیزیک خورشیدی (solar physics) است، بود. استفاده به طور صریح به معنای بنیادین آن؛ یعنی فیزیک کل خورشید، از مرکز آن گرفته تا تاج خورشیدی در سال 1981 و از آن موقع تا کنون به همین مفهوم استفاده شده است. در اوایل سده بیستم معنی این اصطلاح را جرج سیسکو از دانشگاه بوستون به فیزیک هورسپهر یا هلیوسفر (فضای اطراف خورشید فراتر از تاج خورشیدی) گسترش داد .

کوزیرا اضافه نمود: تحقیقات در زمینه فیزیک خورشید(هلیوفیزیک) شامل کار با ابزارهای مختلف اغلب در فضاهای مختلف یا رصدخانه های زمینی است . داده های زیادی وجود دارد و عواملی مانند تأخیر زمانی بر پیچیدگی آن می افزایند. ما با همکاری آمازون می توانیم تک تک داده هایی را که در خصوص ابرطوفان ها وجود دارد آنالیز کنیم و از ناهنجاری هایی که شناسایی نموده ایم استفاده کنیم تا مدل هایی را بسازیم که پیش بینی و طبقه بندی این ابرطوفان ها را انجام می دهند .

طوفان خورشیدیممکن است به یکی از موارد زیر اشاره داشته باشد :

شراره خورشیدی که از انفجار بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می آید و باعث آزاد شدن انرژی در حد 6 ضرب در 10 به توان 25 ژول می گردد که در حدود یک ششم انرژی خروجی از سطح خورشید در هر دقیقه است. این پدیده در سایر ستارگان هم دیده می گردد که به آن ها نیز شراره ستاره ای گفته می گردد. شراره خورشیدی کلیه لایه های سطح خورشید شامل شیدسپهر، تاج خورشیدی و فام سپهر را مورد تأثیر قرار می دهد و باعث گرم شدن پلاسما تا چندین میلیون درجه کلوین می گردد. همچنین باعث سرعت یافتن الکترون ها و پروتون ها و یون های سنگین تا نزدیکی سرعت نور می گردد و اشعه ای فراوری می نماید و لایه های الکترومغناطیس را ایجاد می نماید که شامل کلیه امواج الکترومغناطیس، از امواج رادیویی تا اشعه گاما است. شراره ها خود را از آزاد سازی انرژی مغناطیسی ذخیره شده در تاج خورشیدی تغذیه می نمایند .

اشعه ایکس و اشعه ماورای بنفش می توانند روی یون کره تأثیر بگذارند و فراوری امواج ارتباطی با طول موج بالا نمایند که این امواج می تواند باعث اختلال در رادارها و تجهیزاتی که با فرکانس کار می نمایند، گردد. شراره خورشیدی برای اولین بار در روی خورشید توسط ریچارد کریستوفر کارینگتون و همچنین توسط ریچارد هدسون در سال 1859 مشاهده شد .

همچنین شراره ستارگان در روی بسیاری از ستارگان دیده شده است. فرکانس های به وجود آمده از شراره های خورشیدی مختلف است. از روزی یک بار زمانی که خورشید در حالت فعال قرار گرفته است تا 1 بار در هفته زمانی که سطح خورشید آرام است تغییر می نماید .

خروج جرم از تاج خورشیدی(CME) ، یک فوران پر جرم از باد خورشیدی و افزایش میدان های مغناطیسی است که تاج خورشید بیرون می آید و در فضا منتشر می گردد. خروج جرم از تاج خورشیدی معمولاً با دیگر پدیده های خورشیدی مانند شراره خورشیدی همراه است. این پدیده از مناطق فعال خورشید مانند لکه های گروهی خورشید به وجود می آید. در بیشینه، خورشید هر سه روز یک خروج جرم فراوری می نماید که این مقدار در کمینه به یک خروج در هر پنج روز می رسد .

پژوهش ها می گویند که پدیده بازاتصال مغناطیسی مسئول به وجود آمدن CME و شراره خورشیدی است. هنگامی که این پدیده رخ می دهد اجرام به سوی زمین حرکت می نمایند و شوک به وجود می آورند که توان این امواج در مقیاس تراوات معادل یک تریلیون وات است که باعث طوفان ژئومغناطیسی شده و مغناطیس کره زمین را تحت تاثیر قرار می دهد .

طوفان ژئومغناطیسی (Geomagnetic Storm) یک اختلال موقتی مگنتوسفر زمین است که از لرزش موج باد خورشیدی یا ابر میدان مغناطیسی است که با میدان مغناطیسی زمین تعامل دارد. ابرهای گاز داغی که در فوران های تاج خورشیدی از خورشید خارج می شوند، طوفانی از ذرات یونیزه پرانرژی را تشکیل می دهند که می تواند ماهواره ها را بسوزاند، شبکه های انتقال برق و مخابرات را با اختلال روبرو کند و فضانوردان را به کام مرگ بفرستد. پیش بینی این طوفان ها کار آسانی نیست، زیرا هر فورانی در تاج خورشیدی به وقوع طوفان ذرات منجر نمی گردد. ستاره شناسان حدس می زنند چاشنی وقوع این طوفان، جهت گیری میدان مغناطیسی ابر فوران یافته باشد .

خورشید، ستاره ای فعال از دیدگاه مغناطیسی است و یک میدان مغناطیسی توانا دارد که سال به سال اندکی سویش تغییر می نماید تا اینکه هر 11 سال وارونه می گردد. میدان مغناطیسی خورشید دارای اثرهای بسیاری است که به مجموعه آن ها فعالیت خورشیدی گفته می گردد. حلقه های میدان مغناطیسی در سطح خورشید فوران می نماید و در نتیجه لکه و زبانه خورشیدی پدید می آید. میدان مغناطیسی خورشید بسیار فراتر از خود خورشید را هم دربر می گیرد .

به دنبال رخ دادن پدیده ای انفجاری در خورشید، باد خورشیدی با سرعت و شدت بیشتری می وزد و ذرات باردار پرانرژی را روانه فضای منظومه شمسی می نماید. وقتی این ذرات به زمین می رسند و با میدان مغناطیسی آن برهم کنش می نمایند، طوفان خورشیدی رخ می دهد. بر این اساس وقوع پدیده ای مانند شفق قطبی به معنی رخ دادن طوفان خورشیدی است و نشانه ای از فعالیت مغناطیسی خورشید در یکی دو روز قبل است .

در هر صورت این فعالیت ها پدیده های مغناطیسی هستند که منبع آن ها فعالیت خورشیدی است. در حال حاضر تنها می توان 30 تا 60 دقیقه قبل از وقوع طوفان مغناطیسی به پیش بینی آن پرداخت که زمان بسیار کمی است و طوفانی که خسارات جبران ناپذیری به بار آورد در میان فعالیت های خورشیدی که روزانه میلیاردها ذره را با بادهای خورشیدی می پراکند، بسیار کم است و درصورت بروز طوفان مهیب تنها با خاموش کردن گوشی و دستگاه های ارتباطی نمی توان اثرات مخرب آن را خنثی کرد، حال آنکه باید دانست خورشید با هر بادی که از سطح آن عبور می نماید و به اصطلاح طوفان خورشیدی خوانده می گردد خطری برای زمین و سایر سیارات محسوب نمی گردد .

این برهم کنش و خمیدگی میدان مغناطیسی کره زمین که بر اثر برخورد این ذرات پر انرژی با آن صورت می گیرد باعث ایجاد یک تغییر شار ناگهانی می گردد که این پدیده سال های سال و میلیاردها سال قبل نیز در کره زمین به وجود می آمده است ولی به دلیل اینکه در گذشته بشر وجود نداشته یا به فناوری ساخت سیم راست و سیم پیچ رسانا دست نیافته بوده، خطر بالفعلی به حساب نیامده و هیچ گاه حیات کره زمین را تهدید ننموده است ولی طی 200 سال گذشته با بکارگیری خطوط کابل مسی جهت ارسال برق یا مخابرات و وابستگی هر چه بیشتر نوع بشر به این تجهیزات این پدیده به عنوان یک خطر بالقوه در مقیاس جهانی شناخته شده است .

منبع:ایسنا