چرا «خورشیدگرفتگی» برای علم مهم است؟

اول صبح؛ میلیون‌ها نفر در شمال مکزیک، ایالات متحده و جنوب شرقی کانادا در هشتم آوریل امسال (۲۰ فروردین) شاهد تاریکی در روز و فرصت دیدن تاج خورشید با چشم غیرمسلح خواهند بود.

طبق قوانین نجوم، هر نقطه روی کره زمین به طور متوسط هر ۳۷۵ سال یک بار شاهد خورشید گرفتگی کامل خواهد بود.

افرادی که خارج از مسیر خورشیدگرفتگی کامل قرار دارند، شاهد یک خورشیدگرفتگی جزئی خواهند بود.

ناسا تخمین می‌زند که ۹۹٪ از افرادی که در ایالات متحده زندگی می‌کنند، ماه آینده قادر خواهند بود خورشیدگرفتگی کامل یا جزئی را ببینند. بهترین چیزی که نصیب اروپایی‌ها می‌شود دیدن یک خورشیدگرفتگی جزئی در نزدیکی افق هنگام غروب است.

در اینجا به دلایلی اشاره می‌کنیم که چرا این خورشید گرفتگی می‌تواند بهترین رویداد طی صدها سال گذشته و برای سال‌های آینده باشد:

۱. طولانی‌ترین خورشید گرفتگی کامل ایالات متحده از سال ۱۸۰۶

اگر در مکزیک شاهد این خورشیدگرفتگی کامل باشید، ممکن است بتوانید ۴ دقیقه و ۲۸ ثانیه از زمان خورشید گرفتگی کامل را تجربه کنید. این زمان با سرعت گرفتن سایه مرکزی تاریک ماه و کشیده شدن آن در حرکت از جنوب غربی به شمال شرقی کاهش می‌یابد، اما در مرز ایالات متحده و مکزیک، ۴ دقیقه و ۲۶ ثانیه امکان‌پذیر است.

آخرین باری که چنین خورشید گرفتگی طولانی در آمریکای شمالی رخ داد، ۱۶ ژوئن ۱۸۰۶ بود، زمانی که یک خورشید گرفتگی کامل به‌مدت ۴ دقیقه و ۵۵ ثانیه در سراسر ایالات متحده رخ داد. این رویداد با کتاب «تاریکی در ظهر» به مردم بوستون معرفی شد. این رویداد همچنین به عنوان «خورشیدگرفتگی تکامسه» (Tecumseh's Eclipse) شناخته می‌شود.

۲. در زمان اوج فعالیت‌های خورشیدی رخ خواهد داد

هر کسی که تاج خورشید را با چشمان خود در طول خورشیدگرفتگی کامل دیده باشد، می‌داند که همیشه منظره‌ای تماشایی است. در طول حداقل فعالیت خورشیدی - زمانی که فعالیت مغناطیسی ستاره ما در چرخه تقریباً ۱۱ساله خود در پایین‌ترین حد است - تاج خورشیدی ظاهری نامتقارن و خاردار دارد، همانطور که در آخرین خورشیدگرفتگی کامل آمریکای شمالی در ۲۱ اوت ۲۰۱۷ رخ داد. این مورد در هشتم آوریل صدق نخواهد کرد، زمانی که تاج خورشید بزرگتر، متقارن‌تر و شبیه گل آفتابگردان به نظر برسد. این پیامدی از فعالیت مغناطیسی خورشید است و پیش بینی می‌شود خورشید در اواخر امسال به اوج فعالیت‌های خود برسد.

آخرین باری که یک خورشیدگرفتگی کامل قابل مشاهده از آمریکای شمالی با اوج فعالیت‌های خورشیدی همزمان شد، ۲۶ فوریه ۱۹۷۹ بود، زمانی که مدت زمان کل در مسیر عبوری از واشنگتن، مونتانا و داکوتای شمالی در ایالات متحده و ساسکاچوان، مانیتوبا، انتاریو و کبک در کانادا و گرینلند به ۲ دقیقه و ۴۹ ثانیه رسید.

۳. تاریک‌ترین خورشید گرفتگی کامل آمریکا در ۲۱۷ سال گذشته

مدت طولانی خورشیدگرفتگی کامل همچنین به معنای تاریکی بیشتر است، که می‌تواند افرادی را که شاهد نور گرگ و میشی در طول آخرین خورشیدگرفتگی کامل ایالات متحده در ۲۱ اوت ۲۰۱۷ بودند غافلگیر کند. میزان تاریکی تابعی از بزرگی یک خورشیدگرفتگی است - کسری از قطر خورشید که توسط ماه پوشانده شده است و بر عرض مسیر تأثیر می‌گذارد. در سال ۲۰۱۷، بزرگی ۱.۰۳ بود و مسیر خورشید گرفتگی کامل حدود ۱۱۵ کیلومتر عرض داشت. آسمان به اندازه کافی تاریک شد که زهره را نمایان کند. در هشتم آوریل، بزرگی ۱.۰۵ و مسیر خورشیدگرفتگی کامل حدود ۱۸۵ کیلومتر عرض خواهد داشت و مشتری را به همراه زهره آشکار خواهد کرد.

۴. شاید در زمان خورشید گرفتگی کامل یک دنباله‌دار قابل رؤیت باشد

احتمال کمی وجود دارد، اما ممکن است در زمان خورشید گرفتگی کامل در هشتم آوریل یک دنباله‌دار قابل رؤیت باشد. دنباله‌دار ۱۲P/پون-بروکس — که با نام «دنباله‌دار شیطان» نیز شناخته می‌شود — حدود ۲۵ درجه با خورشید فاصله خواهد داشت که نسبتا به مشتری نزدیک است.

در حالی که مشتری باید در طول خورشید گرفتگی کامل با چشم غیر مسلح قابل رؤیت باشد، دنباله‌دار ممکن است به قدر (روشنایی) ۴.۷ برسد و آن را در آستانه قابل رؤیت شدن با چشم غیر مسلح قرار دهد. بنابراین احتمالا دنباله‌دار به راحتی دیده نخواهد شد — مگر اینکه فوران (افزایش ناگهانی روشنایی) داشته باشد، چیزی که قبلا هم برای آن اتفاق افتاده است.

اگر قصد دارید خورشید گرفتگی کامل را با دوربین دوچشمی رصد کنید، شاید ارزش یک جستجوی سریع برای یافتن آن را داشته باشد، هرچند احتمال بیشتری وجود دارد که در تصاویر با نوردهی طولانی ظاهر شود. آخرین بار این اتفاق در طول خورشیدگرفتگی کامل در شیلی و آرژانتین در ۱۴ دسامبر ۲۰۲۰ رخ داد، زمانی که دنباله‌دار C/۲۰۲۰ X۳ SOHO در طول خورشید گرفتگی کامل مشاهده شد.

۵. پربیننده‌ترین خورشیدگرفتگی کامل تا به حال در آمریکای شمالی خواهد بود

طبق گفته سایت GreatAmericanEclipse. com، حدود ۳۱ میلیون نفر در ایالات متحده در مسیر خورشید گرفتگی کامل زندگی می‌کنند که از بخش‌هایی از ۱۵ ایالت ایالات متحده عبور خواهد کرد. با اضافه کردن شمال مکزیک و کانادا، این رقم به حدود ۴۰ میلیون نفر می‌رسد. این در مقایسه با حدود ۱۲ میلیون نفر برای خورشید گرفتگی کامل سال ۲۰۱۷ است.

۶. این خورشیدگرفتگی کامل یکی از شهری‌ترین‌ها خواهد بود

حدود یک چهارم از کسانی که در هشتم آوریل خورشید گرفتگی کامل را تجربه می‌کنند، آن را از یک شهر تجربه خواهند کرد. شهرهای بزرگی که در مسیر خورشید گرفتگی کامل قرار دارند عبارتند از مازاتلان و تورئون در مکزیک، دالاس-فورت وورث-آرلینگتون، آستین و (بخش‌هایی از) سن آنتونیو در تگزاس، لیتل راک، ایندیاناپولیس، کلیولند، بوفالو، روچستر و همیلتون، نیاگارا، سنت کاترینز، کینگستون و مونترال در کانادا. این تقریبا معادل ۱۰ میلیون نفر است.

دلایل زیادی وجود دارد که چرا خورشیدگرفتگی کامل در هشتم آوریل منحصر به فرد خواهد بود. این آخرین خورشیدگرفتگی کامل در آمریکای شمالی تا خورشیدگرفتگی در آلاسکا در ۳۰ مارس ۲۰۳۳ است و طولانی‌ترین خورشید گرفتگی کامل (با اوج ۴ دقیقه و ۲۸ ثانیه در نازاس، مکزیک) خواهد بود که از زمان تمامیت ۴ دقیقه و ۴۰ ثانیه‌ای در راپا نویی/جزیره ایستر در ۱۱ ژوئیه ۲۰۱۰ روی خشکی مشاهده شده است. همچنین از مسیر خورشیدگرفتگی کامل سال ۲۰۱۷ عبور می‌کند و جنوب ایلینوی و میسوری برای دومین بار در کمتر از هفت سال شاهد خورشید گرفتگی کامل خواهند بود.

مشارکت شهروند دانشمندان در رصد بزرگترین خورشیدگرفتگی قرن

ماه گرفتگی کامل خورشید در ماه آوریل به لطف فضاپیماها و تلسکوپ‌های جدید و البته کمی هم به لطف یک اتفاق خوش‌یمن کیهانی، به یک فرصت استثنایی برای پیشرفت‌های علمی تبدیل شده است.

در این پدیده، ماه به شکل غیر معمولی به زمین نزدیک خواهد شد و باعث ایجاد تاریکی طولانی و عمیق (حدود ۴ دقیقه و ۲۸ ثانیه) می‌شود. همچنین، پیش‌بینی می‌شود فعالیت‌های خورشیدی در این زمان افزایش یابد و احتمال فوران‌های عظیم پلاسما وجود داشته باشد. علاوه بر این، سایه ماه در مسیری پرجمعیت که از مکزیک تا آمریکا و کانادا کشیده شده حرکت خواهد کرد و این فرصت را برای میلیون‌ها نفر فراهم می‌کند تا شاهد این پدیده باشند.

این خورشیدگرفتگی با مشارکت گسترده مردم همراه خواهد بود. صدها یا حتی هزاران نفر از میان ده‌ها میلیون نفرِ نظاره‌گر، به عنوان «شهروند دانشمندان» با ناسا و دیگر گروه‌های تحقیقاتی همکاری خواهند کرد. این افراد با ابزارهای ساده به ثبت و اندازه‌گیری‌های علمی می‌پردازند تا درک ما از سیاره و ستاره خود را بهبود بخشند. آن‌ها:

از تاج خورشید (قسمت بیرونی جو آن که شبیه تاج گل است) در زمان گرفتگی کامل عکس می‌گیرند.

تغییر رفتار حیوانات و پرندگان را با تاریک شدن ناگهانی آسمان در میانه روز ثبت می‌کنند.

افت دما را اندازه‌گیری می‌کنند.

وضعیت ابرها را زیر نظر دارند.

از طریق رادیوهای دستی، اختلالات احتمالی در ارتباطات رادیویی را بررسی می‌کنند.

همزمان با مشارکت «شهروند دانشمندان»، تحقیقات علمی گسترده‌ای نیز توسط سازمان‌های فضایی و دانشگاه‌ها انجام خواهد شد:

پرتاب موشک: موشک‌های کوچکی با ابزارهای علمی به لبه‌ی فضا (یونوسفِر) پرتاب خواهند شد تا جو زمین و تأثیرات خورشید بر آن را مطالعه کنند.

پرواز جت‌های ناسا: جت‌های ارتفاع‌بالای ناسا سایه‌ی ماه را دنبال خواهند کرد تا تاج خورشید و ذرات غباری که در اطراف آن وجود دارد را با تلسکوپ‌های پیشرفته مورد بررسی قرار دهند.

پرتاب بادکن‌های هواشناسی: بیش از ۶۰۰ بادکن هواشناسی توسط دانشجویان در طول مسیر حرکت سایه ماه پرتاب خواهند شد تا تغییرات جوی را در زمان خورشیدگرفتگی مطالعه کنند. (حتی اگر آسمان ابری باشد، بادکن‌ها می‌توانند به ارتفاعات بالا رفته و اطلاعات لازم را جمع‌آوری کنند.)

آزمایش بادباد: در صورت تأیید سازمان هوانوردی فدرال، یک بادباد بزرگ به طول تقریبا ۷ متری برای مطالعه‌ی خورشید از ارتفاع ۵ کیلومتری بالای تگزاس به پرواز در خواهد آمد. هدف از این آزمایش نیز دور ماندن از ابرهایی است که ممکن است دید به سمت خورشید را محدود کنند.

دانشمندان در جستجوی پاسخ معمای تاج خورشید

در حالت عادی، تاج خورشید به دلیل درخشش شدید آن پنهان است. اما در زمان خورشیدگرفتگی کامل، تاج به طور کامل قابل مشاهده است و به همین دلیل، به یک هدف اصلی برای تحقیقات تبدیل می‌شود. رشته‌های درخشان تاج خورشید که هزاران کیلومتر به فضا کشیده شده‌اند، به طرز عجیبی از سطح خورشید داغ‌تر هستند – دما در تاج به میلیون‌ها درجه می‌رسد، در حالی که دمای سطح خورشید چند هزار درجه است. علت این پدیده هنوز برای دانشمندان یک راز است و خورشیدگرفتگی کامل فرصتی استثنایی برای مطالعه‌ی این موضوع به شمار می‌رود.

لازم به ذکر است که ایالات متحده تا سال ۲۰۴۵ شاهد یک خورشیدگرفتگی کامل به این وسعت نخواهد بود.

دانشمندان در خورشید گرفتگی کامل سال ۲۰۱۷ که از اورگان تا کارولینای جنوبی امتداد داشت، کمی با این پدیده آشنا شدند. اما امسال، ماه به زمین نزدیک‌تر است و در نتیجه، مدت زمان تاریکی بیشتر و مسیر گرفتگی گسترده‌تر خواهد بود.

کِلی کورِک، مدیر برنامه‌ی خورشیدگرفتگی ناسا، می‌گوید: «هر زمان که بتوانیم مدت بیشتری این پدیده را رصد کنیم، اطلاعات بیشتری برای دانشمندان فراهم می‌شود.»

امسال یک امتیاز علمی دیگر هم وجود دارد: بر خلاف سال ۲۰۱۷ که فعالیت‌های خورشیدی در کمترین میزان خود بود، امسال تنها یک سال با حداکثر فعالیت خورشیدی فاصله داریم. این به این معناست که فعالیت‌های بیشتری در خورشید رخ خواهد داد و حتی ممکن است در طول خورشیدگرفتگی شاهد پرتوافکنی تاجی باشیم که طی آن مقادیر زیادی از پلاسما و میدان مغناطیسی به فضا پرتاب می‌شوند.

علاوه بر این، دو فضاپیمای جدید به نام «کاوشگر خورشیدی پارکر» ناسا و «مدارگرد خورشیدی» آژانس فضایی اروپا و ناسا در حال مطالعه خورشید هستند. این فضاپیماها به همراه دیگر فضاپیماها از جمله ایستگاه فضایی بین‌المللی و فضانوردان حاضر در آن، وظیفه دارند تا این خورشیدگرفتگی را مورد بررسی قرار دهند.

تفاوت قابل توجه خورشیدگرفتگی امسال با موارد قبلی این است که مسیر این پدیده از بالای سه ایستگاه رادار آمریکا که معمولاً برای رصد وضعیت آب و هوای فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبور خواهد کرد. این ایستگاه‌ها با کم‌نور شدن آسمان، تغییرات رخ داده در بخش فوقانی جو زمین را بررسی خواهند کرد.

خورشید گرفتگی: تب و تجارت با طعم مهتاب!

با نزدیک شدن به هشتم آوریل و خورشید گرفتگی کامل، کسب و کارها برای این رویداد آسمانی که آسمان را در مسیر وسیعی در سراسر آمریکای شمالی تاریک می‌کند، آماده‌اند.

همانطور که در سال ۲۰۱۷ آمریکا شاهد خورشید گرفتگی کامل بود، عینک‌های ایمنی مخصوص، تی‌شرت‌هایی با شعارهای جالب و سوغاتی‌های دیگر به فروش می‌رسد.

هتل‌ها و اقامتگاه‌های مسیر اصلی با ارائه بسته‌های ویژه، گردشگران را جذب می‌کنند و شرکت‌های هواپیمایی ساوت‌وست و دلتا نیز صندلی‌های پروازهای مخصوص مشاهده خورشید گرفتگی را می‌فروشند. شهرها، موزه‌ها و پارک‌ها نیز برای جذب توریست‌ها و ساکنان محلی، جشن‌های تماشای این پدیده را برگزار می‌کنند.

جی ژانگ، استاد بازاریابی در دانشکده کسب و کار دانشگاه مریلند می‌گوید: «این یک رویداد ویژه است و… صنعت گردشگری مطمئناً در موقعیت بسیار خوبی قرار دارد.» او همچنین اشاره می‌کند که تب خورشید گرفتگی در زمانی فرا می‌رسد که مصرف‌کنندگان تمایل بیشتری به صرف هزینه برای تجربیات جدید دارند.

با نزدیک شدن به روز خورشیدگرفتگی، شاهد محصولات ویژه و تبلیغات بیشتری خواهیم بود. تاکنون، به نظر می‌رسد کسب و کارهای کوچک در مسیر ۱۸۵ کیلومتری خورشید گرفتگی پیشتاز هستند. فروشگاه‌های آنلاین و فروشندگان محلی مجموعه‌ای کامل از کالاهای خلاقانه با تعداد محدود را گردآوری کرده‌اند: گوشواره، لباس نوزاد، تزئینات، بازی، بنر و موارد دیگر.

برخی از شهرها و صاحبان مشاغل سال‌هاست که منتظر این رویداد آسمانی و جمعیت عظیم آن هستند.

سم مک‌نالتی، یکی از بنیانگذاران کارخانه آبجوسازی مارکت گاردن در کلیولند که این بار در مسیر خورشید گرفتگی قرار دارد و تقریباً چهار دقیقه شاهد تاریکی آسمان خواهد بود، می‌گوید: «بعد از خورشید گرفتگی ۲۰۱۷، تقویمم را علامت‌گذاری کردم.»

سال گذشته، تیم مک‌نالتی برای افزایش علاقه به خورشید گرفتگی، نوعی آبجو به نام «پوشش کامل» (The Totality) تولید کرد. عرضه اولیه با استقبال خوبی مواجه شد.

مک‌نالتی می‌گوید: «هزاران و هزاران» قوطی در هفته‌های آینده روانه قفسه‌های فروشگاه‌ها خواهد شد. وی اضافه می‌کند که آن‌ها به دلیل نادر بودن این رویداد تصمیم به تولید انبوه گرفته‌اند. کلیولند تا سال ۲۴۴۴ دوباره در مسیر خورشید گرفتگی کامل قرار نخواهد گرفت.

او با شوخی می‌گوید: «نمی‌خواهم ۴۲۰ سال صبر کنم تا دوباره این کار را انجام دهم. بنابراین این بار حجم زیادی تولید کرده‌ایم.»

بسیاری از کسب و کارهای واقع در مسیر کل گرفتگی، رویدادهای ویژه‌ای را برای روزهای منتهی به خورشیدگرفتگی تدارک دیده‌اند.

مسیر شراب‌گردی دریاچه‌ی کایوگا در نیویورک، به مناسبت آخر هفتهی پیش از ۸ آوریل، رویدادی با عنوان «جرعه‌هایی به سوی خورشیدگرفتگی» برگزار می‌کند. مهمانان می‌توانند از ۱۰ کارخانه‌ی شراب‌سازی بازدید کنند و در مراسم تست شراب شرکت نمایند.

کاترین چیس، مدیر اجرایی این مسیر شراب‌گردی، گفت که این تبلیغات با پیش‌بینی حضور گسترده مردم در منطقه Finger Lakes برای تماشای خورشیدگرفتگی برنامه‌ریزی شده است. او اضافه کرد: «کارخانه‌های شراب‌سازی می‌توانند با هر روشی که می‌خواهند، برای جذب بازدیدکنندگان اقدام کنند.»