الثلاثاء، 15 يونيو 2021 - 11:52 م

تسبب الأنشطة الشمسية، مثل CME (طرد الكتلة الإكليلية)، عواصف مغنطيسية أرضية تزعج الغلاف المغناطيسي للأرض، حيث يمكن أن تؤثر العواصف المغناطيسية الأرضية على تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والاتصال اللاسلكي ونظام نقل الطاقة.

وتنبعث من الانفجارات الشمسية أيضًا إشعاعات يمكن أن تسبب فشل الأقمار الصناعية، والتعرض للإشعاع لطاقم الطائرة والنشاط الفضائي، لذلك من المهم فهم ظواهر طقس الفضاء وتأثيرها على الأرض.

وتُجرى أبحاث الطقس الفضائي من خلال المراقبة المستمرة للأشعة الكونية على الأرض بشكل أساسي باستخدام بيانات المراقبة من أجهزة رصد النيوترونات، وكاشفات الميون متعددة الاتجاهات. ونظرًا لأن ظاهرة الطقس الفضائي تقع على نطاق قصير المدى لمدة أيام، فمن الفعال التحقيق في التغيرات في تدفق الأشعة الكونية لعدة ساعات، الأمر الذي يتطلب مراقبة السماء الكلية للأشعة الكونية.

وتراقب شبكة كاشف الميون العالمية (GMDN) ظواهر طقس الفضاء منذ عام 2006، ويشكل مشروع سفينة الفضاء الأرضية شبكة مراقبة مماثلة ودور مراقب السماء بالكامل للنيوترونات، وحتى الآن تم إجراء الملاحظات بواسطة أجهزة رصد النيوترونات وكاشفات الميون بشكل مستقل.

وفي فبراير 2018، تولى البروفيسور شيهيرو كاتو من جامعة شينشو زمام المبادرة في الحصول على ملاحظات متزامنة لشاشة النيوترون، وكاشف الميون في محطة سيوا في القطب الجنوبي من أجل الحصول على بيانات التجسير. 

وفي المناطق القطبية، على عكس مناطق خطوط العرض المنخفضة على الأرض، من الممكن ملاحظة الأشعة الكونية القادمة من نفس الاتجاه باستخدام جهاز مراقبة النيوترون وكاشف الميون بسبب الانحراف الأضعف بواسطة المغناطيسية الأرضية، وهذا هو سبب اختيار محطة Syowa كنقطة مراقبة.

وقد لاحظ كاشف الميون Syowa ، ومراقب النيوترونات تقلبًا طفيفًا في عدد CR مثل انخفاض Forbush في 2018، كما وجدت مجموعة البحث التي تضم باحثين من جامعة شينشو، والمعهد القومي للبحوث القطبية تباينًا غريبًا في كثافة الأشعة الكونية في هذا الحدث من خلال تحليل بيانات GMDN.

وفي حدث CME، تم إطلاق كمية هائلة من المواد الإكليلية مع حزمة من المجال المغناطيسي الشمسي، تسمى حبل التدفق المغناطيسي (MFR)، في الفضاء بين الكواكب. 
ويتحرك MFR عبر الفضاء بين الكواكب أثناء التوسع، لأنها ذات كثافة CR منخفضة لأنها في الأصل مادة إكليلية، وعندما تدخل الأرض MFR ، ينخفض عدد CR على الأرض. وهذا ما يسمى فوربوش إنقاص.

وعادةً، عندما تصل MFR إلى الأرض، تتناقص كثافة CR التي لوحظت على مستوى الأرض بسرعة، ثم تتحول إلى زيادة التعافي إلى المستوى الأصلي عندما تكون الأرض في MFR. في هذا الحدث ، ومع ذلك ، تجاوز CR المستوى الأصلي قبل خروج الأرض من MFR.

ويجذب هذا الحدث اهتمام الباحثين لأن النشاط الشمسي قريب حاليًا من الحد الأدنى وحجم الحدث نفسه صغير، كما يتسبب في عاصفة مغنطيسية أرضية كبيرة بشكل غير متناسب.

ومن خلال تحليل بيانات GMDN وبيانات البلازما الشمسية، خلص الفريق إلى أن الرياح الشمسية عالية السرعة تسبب تعزيزًا غير عادي لكثافة CR عن طريق ضغط الجزء الخلفي من MFR محليًا.

وترتبط بيانات رصد الأشعة الكونية ارتباطًا وثيقًا ببحوث طقس الفضاء وظواهر الغلاف الجوي مثل الارتفاع المفاجئ في درجة حرارة الستراتوسفير، ومن المتوقع استخدامها في مجموعة واسعة من المجالات في المستقبل.