الثلاثاء، 08 يونيو 2021 - 09:37 م

تقتصر الظاهرة الغريبة والفريدة المسماه بـ «ستائر الضوء المتلألئة» للشفق القطبي، على خطوط العرض العليا بالكرة الأرضية، وقد جذبت الأضواء الشمالية العلماء لقرون عدة.

وكانت الظاهرة تمثل لهم لغزا، إلا أنه تم أخيرا حل لغز الشفق القطبي، الذي يُنظر إليه عادةً على أنه ستار متموج من الأضواء عند خطوط العرض العالية، وفقًا لمجموعة من علماء الفيزياء من جامعة أيوا.

ويزعم الباحثون، أنهم أثبتوا أن أكثر الشفق الساطع يتم إنتاجه بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية القوية أثناء العواصف المغنطيسية الأرضية.

وتُظهر الدراسة التي تم إصدارها حديثًا عن Auroral Electron Acceleration، والمنشورة في مجلة Nature Communications، أن موجات Alfven تسرع الإلكترونات نحو الأرض، مما يتسبب في الطريق الجسيمات لإنتاج عروض ضوئية تخطف الأنفاس.

وقال المؤلف المشارك للدراسة، كريج كليتزينج، من قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة أيوا: "كشفت القياسات أن هذه المجموعة الصغيرة من الإلكترونات تخضع لـ" تسارع طنين "بواسطة المجال الكهربائي لموجة ألفين، على غرار راكب الأمواج الذي يلتقط موجة، ويتم تسريعها باستمرار، مع تحرك راكب الأمواج جنبًا إلى جنب مع الموجة". 

وقد تم تقديم النظرية القائلة، بإن الإلكترونات "تتصفح" في المجال الكهربائي، تسبب في ظاهرة "الشفق القطبي" لأول مرة في عام 1946 من قبل الفيزيائي الروسي ليف لانداو، وقد أُطلق عليها في ذلك الوقت اسم "تخميد لانداو" - وقد تم الآن التحقق من صحة نظريته.

ولإثبات وجهة نظرهم، قام فريق العلماء بمحاكاة الشفق القطبي في مختبر في جهاز البلازما الكبير (LPD) في مرفق علوم البلازما الأساسية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وتم استخدام حجرة بطول 20 مترًا لإعادة إنشاء المجال المغناطيسي للأرض، باستخدام ملفات المجال المغناطيسي على LPD بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وداخل الحجرة نفسها، تمكن الفريق من إنتاج بلازما مماثلة لتلك الموجودة في الفضاء بالقرب من الأرض.

#ThrowbackThursday: Professor Walter Gekelman gave us a VIP tour of the @UCLA Plasma Lab and the #LargePlasmaDevice! pic.twitter.com/popII6wXqE

— UCLA Art|Sci Center (@uclartsci) April 28, 2016

من جهته قال كريج كليتزينج، مؤلف مشارك في الدراسة: "تتيح لنا هذه التجارب إجراء القياسات الرئيسية التي تُظهر أن قياسات الفضاء ونظرياته تشرح بالفعل الطريقة الرئيسية التي يتم بها تكوين الشفق القطبي."

وأشاد باتريك كوهن، العالم في قسم الفيزياء الشمسية في وكالة ناسا، بالدراسة باعتبارها مفيدة للأبحاث المستقبلية، و نقلت شبكة "سي إن إن" عنه قوله: "إنها تساعدنا على فهم طقس الفضاء بشكل أفضل، وآلية تسريع الإلكترون التي تم التحقق منها بواسطة هذا المشروع تعمل في مكان آخر في النظام الشمسي، لذلك ستجد العديد من التطبيقات في فيزياء الفضاء".