تم الكشف عن آلية الزناد للشفق القطبي المتفجر

تسبق المراحل الأكثر إثارة للشفق القطبي سلائف في النطاق الراديوي والبصري. لقد تتبع العلماء العلاقة بينهما لأول مرة.

تضيء هذه الظاهرة، المعروفة باسم “العاصفة الفرعية المغناطيسية”، سماء الليل بومضات من الضوء الأخضر والبنفسجي. يسبقه دائمًا ظهور ما يسمى بـ “الخرز الشفقي” – وهي موجات تشبه سلسلة من اللؤلؤ من العديد من النقاط المضيئة، والتي تتطور في النهاية إلى عاصفة مغناطيسية حقيقية.

“يحدث الشفق القطبي عندما تصطدم الجسيمات المشحونة من الفضاء بالذرات والجزيئات الموجودة في غلافنا الجوي. وتطير الجسيمات المنبعثة من الشمس عبر النظام الشمسي، حاملة معها المجال المغناطيسي للشمس. وهذه الرياح الشمسية هي مصدر الطاقة للشفق القطبي، كما يوضح الفيزيائي دانييل وايتر من جامعة كاليفورنيا. جامعة ساوثامبتون. – العواصف الشفقية تنجم عن تراكم وإطلاق الطاقة المغناطيسية المخزنة في الغلاف المغناطيسي للأرض نتيجة للتفاعل مع الرياح الشمسية. ومع ذلك، فإن السبب الدقيق وراء هذا التفريغ المذهل ليس واضحًا تمامًا.

وقام الفريق الدولي من الباحثين بتحليل البيانات من المراصد الأرضية والأقمار الصناعية للتصوير وهوائيات الراديو على متن المركبات الفضائية، بما في ذلك المسبار القطبي التابع لناسا، والمسبار الياباني أراسي والكاميرات الأرضية في لابلاند التي يديرها المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية.

أولى العلماء اهتمامًا خاصًا للانبعاثات الراديوية للكيلومترات الشفقية (AKR) – موجات الراديو الطبيعية التي يتم إنشاؤها في الفضاء القريب من الأرض مباشرة فوق الشفق القطبي. ونشرت نتائج الدراسة في المجلة اتصالات الطبيعة.

اتضح أنه قبل بداية العاصفة الفرعية مباشرة، لوحظت إشارة واضحة في ACR، تتزامن تقريبًا مع ظهور الخرز الشفقي. يتكثف هذا الانفجار من موجات الراديو بشكل حاد في بداية العاصفة الفرعية.

يعتقد المؤلفون أن هذه السلائف الضوئية والراديوية لها طبيعة مشتركة، وربما يكون السبب فيها موجات الففين المشتتة في الغلاف المغناطيسي أرض.

“توفر الخطوط المنجرفة في التردد في طيف ACR دليلًا مباشرًا على تكوين مناطق صغيرة الحجم من الإمكانات الكهربائية على طول خطوط المجال المغناطيسي المرتبطة بالخرز الشفقي. وتتشابه معدلات ترددها وانتشارها بشكل لافت للنظر عبر مجموعات البيانات المختلفة. وخلص المؤلف الرئيسي للدراسة Xiyuan Wu من جامعة ساوثهامبتون إلى أن هذه النتائج مجتمعة توفر دليلاً جديدًا يشرح طبيعة الخرز الشفقي والآلية التي يتم من خلالها إثارة العواصف الفرعية”.

ويعتقد المؤلفون أن هذه الآلية قد تكون عالمية وتتجلى ليس فقط في الشفق القطبي للأرض، ولكن أيضًا في الأغلفة المغناطيسية للكواكب الأخرى في النظام الشمسي، مثل زحل والمشتري. ويأملون أن يشكل عملهم الأساس للبحث المستقبلي الذي سيوفر فهمًا أفضل لما يثير بالضبط العواصف الشفقية الفرعية.