اكتشاف ظاهرة غريبة تحدث بالقرب من الأرض

وتمكنت الفيزيائيان إيميلي ماكدوجال وماثيو أرغال من جامعة نيو هامبشاير من رصد هياكل غير متوقعة في البلازما المحتجزة داخل المجال المغناطيسي للأرض. حيث بدا أن البلازما كانت تدور ببطء قبل أن تعود فجأة إلى اتجاهها الأصلي، مكونة تموجات متعرجة أطلق عليها اسم “التبدلات المغناطيسية”.

وعلى الرغم من أن هذه التبدلات لم ترصد سابقا في المجال المغناطيسي للأرض، إلا أنها تذكرنا بهياكل مشابهة ترى في البلازما المنبعثة باستمرار من الشمس. وتبين أن الظاهرتين قد تكونان مرتبطتين.

وبعد تحليل أكثر عمقا، توصل الفريق إلى اكتشاف مفاده أن جزءا من البلازما المحتبسة في المجال المغناطيسي للأرض لم يكن منشؤه محليا، بل كان قادما من الشمس، حيث امتزج مع الجسيمات المشحونة المحلية. وأدى هذا التفاعل إلى انقطاع المجال المغناطيسي وإعادة توصيله، ما ولد تلك  “التبدلات المغناطيسية”.

يذكر أن المركبات الفضائية التي تدرس الشمس كانت قد رصدت علامات هذه “التبدلات المغناطيسية” على مدى عقود. ورغم تعدد النظريات التي تحاول تفسير نشأتها، يبدو أنها تتشكل عندما يتبادل خطان مختلفان من المجال المغناطيسي التفاعل.

فعلى مستوى الشمس، تمتد الخطوط المغناطيسية “المفتوحة” مبتعدة مباشرة عن النجم إلى الفضاء حاملة معها البلازما في ما يعرف بالرياح الشمسية. في المقابل، تسافر الخطوط “المغلقة” لمسافة محدودة قبل أن تعكس مسارها وتنحني عائدة إلى الشمس.

وعندما تتشكل الخطوط المفتوحة بالقرب من مجموعة من المجالات المغناطيسية المغلقة، فإنها قد تنفصل وتتصل مجددا ببعضها بعضا. فتنجذب البلازما الموجودة على الحافة الخارجية للحلقة المغلقة عائدة نحو الشمس، لتتجه بعد ذلك إلى الخطوط المفتوحة التي تدفعها إلى الفضاء.

وتطلق التفاعلات بين الخطوط في هذه الموجة ذات الشكل S دفقات من الطاقة تؤدي إلى “التواء” خطوط المجال – ما يشكل ما يعرف بالتبدل المغناطيسي.

وتمكن ماكدوجال وأرغال من تحديد علامات هيكل مشابه في المجال المغناطيسي للأرض أثناء تحليلهما لبيان مهمة “ماغنيتوسفيريك مولتيسكيل” التابعة لناسا. وفي هذه الحالة، تمثل الخطوط المفتوحة تلك القادمة من الشمس، والتي تتفاعل مع الخطوط المغلقة التي تحيط بالأرض.

وعلق العلماء قائلين: “يقدم هذا الاكتشاف أدلة جديدة حول كيفية تشكل الاضطرابات المماثلة عند الحدود الفاصلة بين المناطق المختلفة من البلازما، ما يتيح فرصة لدراسة الأحداث المرتبطة بها في الطبقات الخارجية للشمس دون الحاجة إلى إرسال مركبات فضائية مباشرة إلى تلك الظروف القاسية”.