هو "ستيف" ليس الشفق؟

ظاهرة مضيئة رواية في السماء لا تزال مليئة

خطوط الضوء الأبيض المحمر لظاهرة ستيف فوق كندا ، إلى اليمين منه توهج بعيد عن ضوء قطبي عادي. © ريان سولت
قراءة بصوت عال

توهج غامض: من الواضح أن ظاهرة السماء "ستيف" المعمدة ليست بديلاً للضوء القطبي. لأن بيانات الأقمار الصناعية الجديدة تكشف أن إضاءة خطوط الضوء المحمر هذه لا تترافق مع تدفق الجسيمات المعتاد في الغلاف الجوي العلوي. ما الذي يسبب هذا التوهج الجوي ، ومع ذلك ، لا يزال مجهولا. يتكهن الباحثون الآن حول ما إذا كان يمكن أن يكون البديل لـ "Airglow" - أو شيء غير معروف تمامًا.

قبل بضع سنوات ، التقطت صور لمصورين أورورا ظاهرة سماء غير معتادة: شريط ضيق محمر ، ولكن آلاف الكيلومترات من الضوء المحمر امتد عبر السماء من الأفق ، يتحرك ببطء غربًا. غريب أيضًا: بينما تحدث الشفق القطبي عادةً فقط من خط العرض 65 ، تحدث هذه الأقواس خارج الشفق القطبي المعروف.

في بداية عام 2018 ، اعتقد الباحثون أنهم قد حلوا لغز ستيف على الأقل جزئيًا. كشفت بيانات من الأقمار الصناعية SWARM خلال حدث ستيف أن هذا يرتبط مع ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة وتدفق قوي من الأيونات السريعة في الغلاف الجوي العلوي. أظهر ستيف ملامح ظاهرة الشفق القطبي التي تسمى الانجراف الأيوني تحت الشريان.

لكن الآن ، قامت Bea Gallardo-Lacourt من جامعة Calgary وفريقها بتحليل المزيد من البيانات حول Steve - وتوصلوا إلى استنتاج مختلف تمامًا. وكان الدافع وراء هذا صدفة أخرى سعيدة من التحليق بالأقمار الصناعية وستيف القوس. في 28 مارس 2008 ، عبر القمر الصناعي للطقس NOAA-17 حدثًا نشطًا حاليًا لستيف يقيس كثافة البروتون والإلكترون في الغلاف الجوي العلوي.

لا تدفق الجسيمات للكشف

النتيجة المذهلة: على عكس التوقعات ، أظهرت بيانات الأقمار الصناعية عدم زيادة تدفق الجسيمات على ارتفاع حوالي 800 كيلومتر. لكن هذا يتناقض مع تفسير هذه الظاهرة على أنه متغير ضوء قطبي ، كما أوضح الباحثون. في الشفق القطبي ، البروتونات والإلكترونات من الرياح الشمسية والغلاف المغناطيسي للأرض "تمطر" في الأيونوسفير ، وفي حالة حدوث تصادم مع جزيئات الهواء ، تنتج التوهج. عرض

"ستيف" في العمل ، أطلق عليه الرصاص في كولومبيا البريطانية. أندي ويتمان -CNLastro

لكن ستيف كان يفتقد هذه الإلكترونات ذات الطاقة العالية والبروتونات. "على الرغم من أننا لاحظنا ارتفاعًا في إلكترونات الطاقة المنخفضة من 50 إلى 1000 فولت إلكترون ، فإن تدفق الطاقة المتراكم لهذه الجسيمات كان ضعيفًا جدًا بحيث لا ينتج عنه ظاهرة بصرية" ، كما أوضح غالاردو لاكور وزملاؤها. حتى مع وجود البروتونات ، كانت هناك زيادة طفيفة في نطاق الطاقة المنخفضة للغاية.

الحرارة والإشعاع بدلا من الجزيئات؟

يقول غالاردو لاكور: "استنتاجنا هو أن ستيف ليس أورورا". لأنه لا يوجد دليل على أن هذه الظاهرة مصحوبة بتساقط جسيم في الأيونوسفير. "في الوقت الحالي ، ما زلنا نعرف القليل عن ستيف ، وهو أمر مثير للاهتمام بالنظر إلى حقيقة أن المصورين عرفوا هذا النجم على مدى عقود".

لا يزال بإمكان العلماء التكهن فقط بكيفية إنشاء شعاع ستيف. أحد الاحتمالات هو أنه لا يزال غير معروف من "Airglow" ، والمعروف أيضًا باسم ضوء السماء الليلية بالألمانية. "هذا هو انبعاث الضوء الذي ينتج عن التفاعلات الكيميائية للأشعة فوق البنفسجية الشمسية مع ذرات وجزيئات الغلاف الجوي العلوي" ، كما أوضح الباحثون. قد يكون ستيف بديلاً لهذه الظاهرة ، حيث يؤدي التسخين الموضعي للأيونوسفير - بالإشعاع أو الجزيئات - إلى انبعاث الضوء.

يقول غالاردو لاكورت: "هناك احتمال ثان يتمثل في أن تكون هناك عملية غير معروفة حتى الآن يمكن أن تولد تدفق الإلكترونات التي يقل ارتفاعها عن 800 كيلومتر". ولكن ليس من الواضح ما إذا كان ستيف قد نشأ في الأيونوسفير أو الغلاف المغناطيسي للأرض. هذا يعني: لا يبدو أن الضوء القطبي ستيف. ولكن ما يخلق هذه المصابيح الوهمية بدلاً من ذلك لا يزال محيرًا. (رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية ، 2018 ؛ دوي: 10.1029 / 2018GL078509)

(الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي ، 21.08.2018 - NPO)