حقوق الصورة: ناسا
اكتشف الباحثون أن الشقوق المؤقتة يمكن أن تتكون في المجال المغناطيسي للأرض والتي يمكن أن تسمح لبعض طاقة الرياح الشمسية بالمرور وتعطيل الإلكترونيات والاتصالات. تم إجراء هذه الملاحظات باستخدام جهاز التصوير من وكالة ناسا من أجل Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) ، الذي تعقب شفقًا كبيرًا لعدة ساعات. حلقت السواتل العنقودية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية على نفس الموقع ورصدت تيارًا من الأيونات تنزلق عبر صدع كان ينبغي عادةً أن ينحرف عنه الغلاف المغناطيسي للأرض.
وفقًا لملاحظات جديدة من الأقمار الصناعية IMAGE و Cluster ، تظل الشقوق الهائلة في المجال المغناطيسي للأرض مفتوحة لساعات ، مما يسمح للرياح الشمسية بالمرور عبر الطقس الفضائي العاصف وتشغيله.
تم الكشف عن الشقوق من قبل ولكن الباحثين يعرفون الآن أنها يمكن أن تظل مفتوحة لفترات طويلة ، بدلاً من الفتح والإغلاق لفترات قصيرة جدًا. من المتوقع أن يساعد هذا الاكتشاف الجديد حول كيفية اختراق الدرع المغناطيسي للأرض فيزيائيي الفضاء في تقديم تقديرات أفضل لتأثيرات طقس الفضاء القاسي.
قال الدكتور هارالد فراي من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، المؤلف الرئيسي لبحث حول هذا البحث نُشر في 4 ديسمبر في مجلة Nature ، "اكتشفنا أن درعنا المغناطيسي صارم ، مثل منزل به نافذة عالقة أثناء العاصفة". . "المنزل يصرف معظم العاصفة ، لكن الأريكة دمرت. وبالمثل ، فإن الدرع المغناطيسي الخاص بنا يتحمل وطأة العواصف الفضائية ، ولكن بعض الطاقة تنزلق باستمرار من خلال شقوقها ، في بعض الأحيان بما يكفي لإحداث مشاكل مع الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية وأنظمة الطاقة. "
قال الدكتور "إن المعرفة الجديدة بأن الشقوق مفتوحة لفترات طويلة ، بدلاً من فتحها وإغلاقها بشكل متقطع ، يمكن دمجها في نماذج الكمبيوتر الخاصة بالتنبؤ بطقس الفضاء للتنبؤ بشكل أكثر دقة بكيفية تأثر طقس الفضاء بالأحداث العنيفة على الشمس". تاي فان ، أيضا من جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، مؤلف مشارك لورقة الطبيعة.
الرياح الشمسية عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة كهربائيًا (الإلكترونات والأيونات) التي تنبعث باستمرار من الشمس (الصورة 1). تنقل الرياح الشمسية الطاقة من الشمس إلى الأرض من خلال المجالات المغناطيسية التي تحملها وسرعتها العالية (مئات الأميال / كيلومترات في الثانية). يمكن أن تصبح عاصفة أثناء الأحداث الشمسية العنيفة ، مثل الكتل الاكليلية (CMEs) ، والتي يمكن أن تطلق مليار طن من الغاز المكهرب في الفضاء بملايين الأميال في الساعة.
تمتلك الأرض مجالًا مغناطيسيًا يمتد إلى الفضاء لعشرات الآلاف من الأميال ، يحيط بالكوكب ويشكل حاجزًا وقائيًا للجسيمات والمجالات المغناطيسية المتعثرة التي تنفجرها الشمس تجاهه أثناء CMEs. ومع ذلك ، أشارت العواصف الفضائية ، التي يمكنها إلقاء 1000 مليار واط - أكثر من إجمالي قدرة توليد الكهرباء الأمريكية - في المجال المغناطيسي للأرض ، إلى أن الدرع غير قابل للاختراق.
في عام 1961 ، تنبأ الدكتور جيم دونجي من الكلية الإمبراطورية ، المملكة المتحدة ، بأن الشقوق قد تتشكل في الدرع المغناطيسي عندما تحتوي الرياح الشمسية على مجال مغناطيسي موجه في الاتجاه المعاكس لجزء من مجال الأرض. في هاتين المنطقتين ، سيربط المجالان المغناطيسيان من خلال عملية تعرف باسم "إعادة التوصيل المغناطيسي" ، لتشكيل صدع في الدرع يمكن أن تتدفق من خلاله جسيمات الرياح الشمسية المشحونة كهربائيًا. (الصورة 2 توضح تكوين الكراك ، وتظهر الرسوم المتحركة 1 كيف تتدفق جزيئات الرياح الشمسية عبر الكراك باتباع خطوط المجال المغناطيسي غير المرئية.) في عام 1979 ، اكتشف الدكتور جويتز باشمان ، من معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض ، ألمانيا ، الشقوق باستخدام المركبة الفضائية مستكشف الشمس الدولية (ISEE). ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه المركبة الفضائية مرت لفترة وجيزة فقط من خلال الشقوق خلال مدارها ، فمن غير المعروف ما إذا كانت الشقوق ميزات مؤقتة أو إذا كانت مستقرة لفترات طويلة.
في الملاحظات الجديدة ، كشف القمر الصناعي للتصوير المغناطيسي للانبعاث عن أورورا للاستكشاف العالمي (IMAGE) منطقة تكاد تكون بحجم كاليفورنيا في الغلاف الجوي العلوي في القطب الشمالي (الأيونوسفير) حيث اشتعلت الشفق "بروتون" 75 ميجاوات لساعات (الصورة 4). هذه الشفق ، نشطة بما يكفي لتشغيل 75000 منزل ، كانت مختلفة عن الشفق المرئي المعروف باسم الأضواء الشمالية والجنوبية. تم إنشاؤه بواسطة جزيئات ثقيلة (أيونات) تضرب الغلاف الجوي العلوي وتسببه في انبعاث الضوء فوق البنفسجي ، وهو غير مرئي للعين البشرية ولكن يمكن اكتشافه بواسطة تصوير الأشعة فوق البنفسجية على IMAGE. (تُظهر الصورة 6 والرسوم المتحركة 4 ملاحظات IMAGE عن الشفق البروتوني).
أثناء تسجيل الشفق بواسطة IMAGE ، حلقت كوكبة الكتلة المكونة من 4 أقمار صناعية فوق IMAGE ، مباشرة من خلال الكراك ، واكتشفت أيونات الرياح الشمسية التي تتدفق عبر (الصورة 5). عادة ، سوف تنحرف أيونات الرياح الشمسية هذه عن طريق درع الأرض (الصورة 3) ، لذا أظهرت ملاحظة الكتلة أن هناك صدعًا. هذا التيار من أيونات الرياح الشمسية قصفت الغلاف الجوي في نفس المنطقة بالضبط حيث شهدت IMAGE الشفق البروتوني. حقيقة أن IMAGE كانت قادرة على عرض الشفق البروتوني لأكثر من 9 ساعات ، حتى تقدم IMAGE في مدارها إلى حيث لم تتمكن من مراقبة الشفق ، تشير إلى أن الكراك ظل مفتوحًا باستمرار. (تظهر الرسوم المتحركة 2 كيف عملت المركبة الفضائية معًا للكشف عن الكراك.) من خلال بيانات IMAGE و Cluster ، كان الكراك ضعف حجم الأرض عند حدود الدرع المغناطيسي الخاص بنا ، على بعد 38000 ميل (60،000 كم) فوق كوكب الأرض سطح - المظهر الخارجي. نظرًا لأن المجال المغناطيسي يتقارب مع دخوله الأرض في المناطق القطبية ، فقد تم تضييق الكراك إلى حجم كاليفورنيا بالقرب من الغلاف الجوي العلوي.
IMAGE هو قمر صناعي تابع لوكالة ناسا أُطلق في 25 مارس 2000 لتقديم رؤية عالمية للفضاء حول الأرض المتأثر بالمجال المغناطيسي للأرض. تعمل الأقمار الصناعية العنقودية ، التي بنتها وكالة الفضاء الأوروبية وأطلقت في 16 يوليو 2000 ، على رسم خريطة ثلاثية الأبعاد للمجال المغناطيسي للأرض.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
