مجموعة كاملة من الأقمار الصناعية تكتشف 'الحلقة المفقودة' في لغز Aurora

مقطع عرضي للأرض

يُظهر عرض هذا الفنان (وليس القياس) مقطعًا عرضيًا للغلاف المغناطيسي للأرض (الغلاف الواقي الذي تم إنشاؤه بواسطة المجال المغناطيسي للكوكب). خطوط المجال المغناطيسي باللون الأزرق ، والرياح الشمسية باللون الأصفر. (رصيد الصورة: Emmanuel Masongsong / UCLA EPSS / NASA)





لأول مرة ، تم ربط الشفق القطبي الساطع المتلألئ الذي يرقص عبر السماء ارتباطًا مباشرًا باضطرابات معينة في المجال المغناطيسي للأرض.

'تكشف هذه الملاحظات الحلقة المفقودة في تحويل الطاقة المغناطيسية إلى طاقة جسيمية تُشغل الشفق القطبي' ، يقول إيفجيني بانوف ، الباحث في معهد أبحاث الفضاء في الأكاديمية النمساوية للعلوم في غراتز والمؤلف الرئيسي لورقة بحثية تتحدث عن الاتصال ، قال في بيان من وكالة ناسا. 'كنا سعداء لرؤية مثل هذه المباراة القوية'.

التقط بانوف وزملاؤه صورًا لاضطراب خطوط المجال المغناطيسي للأرض في الفضاء باستخدام مجسات ناسا للتاريخ الزمني للأحداث والتفاعلات الكبيرة أثناء العواصف الفرعية (THEMIS) ، وقارنوها بالصور التي تم التقاطها فوق كندا وغرينلاند بواسطة أدوات على الأرض. [ شاهد: الشفق القطبي الذي تم التقاطه بواسطة شبكة كامير بينما تتبع الأقمار الصناعية المجال المغناطيسي ]



العاصفة (الفرعية) المثالية

تتشكل الشفق القطبي الجميل الذي جذب اهتمام الإنسان لفترة طويلة عندما يتم التقاط جزيئات مشحونة من الشمس في المجال المغناطيسي للأرض. تنحرف معظم المواد المتدفقة من النجم بسبب الغلاف المغناطيسي للكوكب (القشرة التي يخلقها المجال المغناطيسي حول الأرض) ، ولكن خلال الأحداث المعروفة باسم العواصف الفرعية ، تمر بعض الجسيمات الشمسية عبر الدرع الواقي .

عندما يتحول المجال المغناطيسي للرياح الشمسية جنوبًا ، يتقلص الغلاف المغناطيسي للأرض المواجه للشمس نحو الداخل ، بينما تمتد النهاية الخلفية للكوكب ، أو الذيل المغناطيسي ، للخارج وبعيدًا عن الشمس مثل الشريط المطاطي ، وفقًا لبيان وكالة ناسا. عندما ينفجر الذيل المغناطيسي المرهق ، يبدأ في الاهتزاز. تصب الإلكترونات القريبة من الأرض أسفل خطوط المجال المغناطيسي إلى القطبين ، وتتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي لتكوين شفق قطبي لامع.

تتيح مجموعة الأقمار الصناعية والأدوات الأرضية الموضوعة بشكل مثالي للعلماء إجراء اتصال مباشر بين الحادثين.



تم استخدام صور Aurora التي تم التقاطها من الأرض في عام 2013 بشبكة من الكاميرات التي تغطي السماء بالكامل في جميع أنحاء كندا في دراسة جديدة للعلاقة بين الشفق القطبي.

تم استخدام صور الشفق القطبي المأخوذة من الأرض في عام 2013 بشبكة من الكاميرات التي تغطي السماء بالكامل في جميع أنحاء كندا في دراسة جديدة للعلاقة بين المجالات المغناطيسية للشفق القطبي والأرض.(رصيد الصورة: NASA / CSA / جامعة كاليفورنيا ، بيركلي / جامعة كالجاري / NSF)

قال الباحثون إن أقمار THEMIS الخمسة كانت في وضع مثالي لمراقبة اهتزازات خط مجال مغناطيسي معين أثناء اهتزازه ذهابًا وإيابًا. من خلال الجمع بين ملاحظات الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار المغناطيسية الأرضية التي تقيس التيارات الكهربائية أثناء العاصفة الفرعية ، وجد العلماء أن الشفق القطبي يتحرك في انسجام مع خط المجال المغناطيسي. اهتز الخط الميداني في دورة مدتها 6 دقائق ، بينما كان الشفق القطبي يضيء ويخفت بنفس المعدل.



قال ديفيد سيبيك ، عالم مشروع THEMIS ، في البيان نفسه: 'خلال هذا الحدث ، تتحرك الإلكترونات بنفسها نحو الأرض ، ثم ترتد عن الغلاف المغناطيسي ، ثم تقذف نفسها مرة أخرى'. لم يشارك سيبيك ، الباحث في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ولاية ماريلاند ، في الدراسة.

قبل الدراسة ، كان يُعتقد أن خطوط المجال المغناطيسي المهتزة توجه الشفق القطبي ، لكن لم يتم تأكيد التأثيرات. لكي يلاحظ العلماء الاتصال ، كان على مجسات THEMIS أن تدور في الموقع الصحيح فوق الأدوات الأرضية - وقد تم الإبلاغ عن الملاحظات من هذه المجموعة في هذه الدراسة. تم إطلاق مهمة THEMIS المكونة من خمس مركبات فضائية في عام 2007 ، وهي مخصصة لفهم العمليات الكامنة وراء الشفق القطبي الرائع.

قال سيبيك: 'لقد قدمنا ​​ملاحظات مماثلة من قبل ، ولكن فقط في مكان واحد في كل مرة - على الأرض أو في الفضاء'. عندما يكون لديك القياسات في كلا المكانين ، يمكنك ربط الأمرين معًا.

نُشر البحث في عدد 12 سبتمبر من المجلة فيزياء الطبيعة .

تابع نولا تايلور ريد على تويتر تضمين التغريدة أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع guesswhozoo.com .