الشفق القطبي ذو الدم الأحمر يتحول إلى "STEVE" أمام أعين مراقب النجوم
|
| صور شفقية التقطت فوق نيوزيلندا ، تظهر قوسا شفقيا أحمر (يسارا) ، وهجا سماويا يسمى STEVE (وسطا) ، وقوسا جزئيا بهياكل سياج اعتصام خضراء (على اليمين). |
هذه الظاهرة المخيفة لا تزال غير مفسرة من قبل العلم.
في 17 مارس 2015 ، قطع قوس من الضوء الأحمر الدموي السماء على ارتفاع مئات الأميال فوق نيوزيلندا. على مدار النصف ساعة التالية ، لاحظ مراقب سماء هاو أن القوس يتحول أمام عينيه إلى واحد من أكثر الألغاز الجوية المحيرة على الأرض - شريط الضوء الغريب المعروف باسم STEVE - تكشف الصور التي تم إصدارها حديثا.
STEVE ، اختصارا لـ تعزيز السرعة الحرارية القوية ، هي حالة غريبة في الغلاف الجوي تم وصفها لأول مرة في عام 2018 ، بعد أن رأى هواة الشفق القطبي تيارا ضيقا من قوس الضوء الأرجواني الشاش عبر السماء فوق شمال كندا. سرعان ما أكد العلماء الذين درسوا هذه الظاهرة أن STEVE لم يكن شفقا قطبيا - وهو التوهج متعدد الألوان الذي يظهر عند خطوط العرض العالية عندما تصطدم جزيئات الطاقة الشمسية بذرات عالية في الغلاف الجوي للأرض. بدلا من ذلك ، كانت STEVE ظاهرة منفصلة وفريدة من نوعها غير معروفة تماما للعلم.
على عكس الأضواء الشمالية ، التي تميل إلى الوميض في نطاقات عريضة من الضوء الأخضر أو الأزرق أو المحمر اعتمادا على ارتفاعها ، يظهر STEVE عادة على شكل شريط واحد من الضوء الأبيض المسترجن الذي يطعن بشكل مستقيم لأعلى لمئات الأميال. أحيانا يكون مصحوبا بخط أخضر متقطع من الأضواء يعرف بظاهرة سياج الاعتصام. يظهر كل من STEVE وصديقه في سياج الاعتصام أقل بكثير في السماء من الشفق القطبي النموذجي ، في جزء من الغلاف الجوي يعرف باسم المنطقة تحت القفص ، حيث من غير المحتمل أن تتعدى الجسيمات الشمسية المشحونة.
الآن ، قام بحث جديد نشر في مجلة Geophysical Research Letters بربط STEVE بهيكل آخر تحت القشرة ، يعرف باسم أقواس الشفق الأحمر المستقرة (SAR) ، لأول مرة.
|
| مجموعة كاملة من الصور الشفقية التي التقطها عالم مواطن ، والتي تظهر الأجسام الشفقية من خلال مجموعة من مرشحات الألوان. |
في الدراسة الجديدة ، قارن المؤلفون لقطات مراقب السماء النيوزيلندي في مارس 2015 مع ملاحظات الأقمار الصناعية المعاصرة والبيانات من جهاز تصوير السماء بالكامل في مرصد ماونت جون بجامعة كانتربري القريب. أعطى الجمع بين هذه المصادر الثلاثة الباحثين نظرة شاملة على المظهر غير المتوقع لـ STEVE في تلك الليلة.
بدأ عرض السماء في ذلك المساء بظهور قوس SAR أحمر اللون انقض ما لا يقل عن 185 ميلا (300 كيلومتر) فوق دنيدن ، نيوزيلندا. أظهرت بيانات الأقمار الصناعية أن ظهور القوس تزامن مع عاصفة مغناطيسية أرضية قوية - وهي تساقط جزيئات شمسية مشحونة في الغلاف الجوي العلوي للأرض - استمرت لمدة نصف ساعة تقريبا.
مع انحسار العاصفة ، أفسح القوس الأحمر المجال تدريجيا لخط البنفسجي المميز لـ STEVE ، والذي اخترق السماء في نفس المكان تقريبا. قبل أن يتلاشى STEVE مباشرة ، لامع هيكل سياج الاعتصام الأخضر في المشهد. وفقا للباحثين ، هذا هو أول حدث مسجل لجميع الهياكل الثلاثة التي تظهر في السماء معا ، واحدة تلو الأخرى - ربما تكشف عن أدلة جديدة حول تكوين وتطور STEVE.
كتب الباحثون في الدراسة الجديدة: تختلف هذه الظواهر عن الشفق القطبي ، حيث يبدو أن بصماتها الضوئية ناتجة عن طاقة حرارية وحركية شديدة في الغلاف الجوي للأرض ، بدلا من أن تنتجها جسيمات نشطة تتساقط في غلافنا الجوي.
تشير ملاحظات الأقمار الصناعية للحدث إلى أن العاصفة المغناطيسية الأرضية ليلا ربما لعبت دورا رئيسيا في هذا العرض لأضواء السماء.
كتب الباحثون أنه خلال العاصفة ، ظهرت نفاثة سريعة الحركة من الجسيمات المشحونة إلى جانب قوس SAR الأحمر. تعرف هذه التيارات من الجسيمات الساخنة والسريعة ، المعروفة باسم انجراف الأيونات تحت الشفوية (SAID) ، عادة في المنطقة تحت الصوتية في السماء أثناء العواصف المغنطيسية الأرضية. أظهرت ملاحظات الأقمار الصناعية أيضا أن حرارة التيار وسرعته اشتدت عندما ظهر STEVE بعد حوالي 30 دقيقة.
وفقا للباحثين ، يمكن أن تكون آلية التوليد المعقولة لـ STEVE هي التفاعل بين التيارات الأيونية سريعة الحركة وجزيئات النيتروجين في المنطقة تحت الشفوية عندما تصطدم الجسيمات الساخنة المشحونة بجزيئات النيتروجين ، تصبح الجزيئات متحمسة ، وينبعث منها ضوء بنفسجي لحرق طاقتها الزائدة.
تسلط الدراسة الجديدة الضوء على أجزاء من الظاهرة الغامضة ، ولكن هناك حاجة لمزيد من ملاحظات ستيف - من العلماء المواطنين والباحثين المحترفين على حد سواء - لتحديد هذه النظرية بشكل أكبر.