العلماء يتمكنون لأول مرة من تقديم أدلة قاطعة على كيفية تكوين الشفق القطبي

الشفق القطبي

وكالات

الأربعاء، 09 يونيو 2021 01:00 ص

لفت الشفق القطبى، أو كما يعرف بالأضواء الشمالية، انتباه عشاق الفلك لآلاف السنين، لكن هذا الوهج الراقص في خطوط العرض العليا حير العلماء منذ قرون عدة بسبب غموض أسبابه.

ووفقا لما ذكره موقع "RT"، فإنه في دراسة جديدة، أفاد فريق من علماء الفيزياء بقيادة جامعة أيوا عن أدلة قاطعة على أن أكثر الشفق القطبي تألقا ينتج عن موجات كهرومغناطيسية قوية أثناء العواصف المغناطيسية الأرضية.

وهذه الظاهرة، المعروفة باسم موجات ألففين، تسرع الإلكترونات نحو الأرض، ما يتسبب في إنتاج الجسيمات لعرض الضوء الجوي المعتاد.

وخلصت الدراسة، التي نُشرت على الإنترنت في 7 يونيو في مجلة Nature Communications، إلى سعي استمر لعقود من الزمن لإثبات الآليات الفيزيائية لتسريع الإلكترونات بواسطة هذه الموجات في ظل ظروف تتوافق مع الغلاف المغناطيسي الشفقي للأرض.

وقال جريج هاوز، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء وعلم الفلك في ولاية أيوا والمؤلف المشارك في الدراسة: "كشفت القياسات أن هذه المجموعة الصغيرة من الإلكترونات تخضع لتسارع طنين بواسطة المجال الكهربائي للموجة، على غرار راكب الأمواج الذي يمسك بموجة ويتم تسريعها باستمرار مع تحرك راكب الأمواج جنبا إلى جنب مع الموجة".

وعرف العلماء أن الجسيمات النشطة التي تنبعث من الشمس، مثل الإلكترونات التي تتسابق بسرعة 45 مليون ميل في الساعة، تترسب على طول خطوط المجال المغناطيسي للأرض في الغلاف الجوي العلوي، حيث تصطدم بالأكسجين وجزيئات النيتروجين، ما يؤدي إلى دفعها في حالة متحمسة. وتسترخي هذه الجزيئات المُثيرة عن طريق إصدار الضوء، منتجة الأشكال الملونة للشفق القطبي.

ووقع دعم هذه النظرية من خلال بعثات المركبات الفضائية التي وجدت مرارا أن هذه الموجات تنتقل باتجاه الأرض فوق الشفق القطبي، ما يُفترض أنه يسرع الإلكترونات على طول الطريق.

وعلى الرغم من أن القياسات الفضائية دعمت النظرية، إلا أن القيود الملازمة لقياسات المركبات الفضائية والصواريخ حالت دون إجراء اختبار نهائي.

وتمكن الفيزيائيون من العثور على أدلة مؤكدة في سلسلة من التجارب التي أجريت في جهاز البلازما الكبير (LPD) في مرفق علوم البلازما الأساسي بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وهو منشأة بحثية تعاونية مدعومة بشكل مشترك من قبل وزارة الطاقة الأمريكية ومؤسسة العلوم الوطنية.