هل لا يزال الشفق مثيرًا للإعجاب إذا كان غير مرئي؟
ال الاضواء الشمالية، المعروفة أيضًا باسم الشفق ، تشتهر بعرضها المذهل للألوان المتلألئة ، مما يبهج عيون الإنسان. كما أنها مثيرة للاهتمام للغاية بالنسبة للعلم ، حيث يتم إنشاؤها بواسطة جسيمات مشحونة مكثفة تتدفق من الشمس وتتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض.
الآن ، وجد العلماء شفقًا قطبيًا آخر هنا على الأرض – ولكن على عكس الشفق القطبي المعروف ، فإن هذا الشفق لا يقدم عرضًا للبشر. في الواقع ، إنه غير مرئي تمامًا للعين المجردة.
الباحثون بقيادة عالم الأرض كاترينا بوسرت في جامعة ولاية أريزونا ، لاحظت للتو شفقًا شفقًا لامعًا في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، الناتج عن تفاعل هذه الجسيمات الكونية النشطة وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض. “هذا يوفر طريقة جديدة لرصد الشفق القطبي للأرض من الفضاء. يمكن أن ترتبط الانبعاثات الشفقية المختلفة بارتفاعات مختلفة وطاقة الجسيمات ،” قال بوسرت في بيان.
متعلق ب: أين ترى الأضواء الشمالية: دليل الشفق القطبي 2023
يقول عالم الجيوفيزياء بجامعة ألاسكا فيربانكس: “إن اكتشاف ورقة الدكتور بوسرت مهم للغاية لأنه لا يوفر لنا وسائل جديدة لدراسة الشفق القطبي فحسب ، بل يوفر أيضًا فهمًا أعمق لكيفية تشابك بيئة الفضاء والغلاف الجوي العلوي للأرض”. Doğacan Su Öztürkالذي لم يشارك في العمل الجديد.
الغلاف الجوي للأرض يشبه طبقة الكعكة ، مع الطبقة السفلية الأكثر كثافة بالقرب من السطح (طبقة التروبوسفير ، حيث يحدث معظم الأحوال الجوية) والطبقات الأكثر هشاشة في الأعلى. يتداخل الغلاف الحراري والغلاف الأيوني ، وهما من أعلى الطبقات يتراوح ارتفاعها بين 80 و 700 كيلومتر فوق سطح الأرض. هذا هو المكان خط كرمان التي تحدد حافة الفضاء موجودة ، حوالي 62 ميلاً (100 كم) ، والشفق الملون النموذجي يحدث بين 62 و 155 ميلاً (100 إلى 250 كم) نتيجة اصطدام الأكسجين الذري بجزيئات نشطة من الفضاء.
ومع ذلك ، فإن الشفق القطبي بالأشعة تحت الحمراء الذي وجده بوسرت هو نتيجة لثاني أكسيد الكربون. على الرغم من أننا عادة ما نفكر في هذا على أنه غاز دفيئة ، إلا أنه موجود في طبقات متعددة من الغلاف الجوي للأرض. يحدث الشفق القطبي أقل قليلاً من الآخرين ، حوالي 90 كيلومترًا. لاحظ الفريق هذا الشفق مع ناسا أداة AIRS، مسبار الغلاف الجوي بالأشعة تحت الحمراء ، على متن ساتل أكوا لرصد الأرض. تم إطلاق هذه المركبة المدارية في عام 2002 ، وهي تجمع البيانات حول الأرض منذ ذلك الحين.
لرصد الشفق القطبي من الفضاء بعض المزايا المتميزة ؛ من الأرض ، لا يمكن للعلماء رؤية الشفق القطبي أثناء النهار ، وهم مقيدون في المساحة التي يمكن أن يغطيها أي تلسكوب واحد. من ناحية أخرى ، كان AIRS يراقب طاقة الأشعة تحت الحمراء – بما في ذلك تلك الصادرة عن الشفق القطبي – كل يوم لسنوات. تغطي مجموعة البيانات هذه أكثر من 20 عامًا ، وستكون ذات قيمة كبيرة للدراسات المستقبلية للشفق القطبي. يقول بوسيرت: “من المثير للغاية أن ترى الشفق القطبي بطريقة مختلفة”.
الشفق القطبي نافذة مهمة للعلماء على الغلاف الجوي للأرض ، ولا يزال هناك الكثير مما لا نعرفه عن كيفية تفاعل البيئة الكونية مع الطبقات العليا من غلافنا الجوي.
تعطي مثل هذه الدراسات العلماء صورة أفضل عن “متى وأين يحدث النشاط الشفقي” ، كما يقول أوزتورك. كما أنهم يحاولون اكتشاف “المدى الذي يمكن أن تصل إليه الجسيمات النشطة في الغلاف الجوي للأرض” ، كما يقول بوسيرت. لا يزال من غير المعروف كيف يختلف الشفق القطبي بثاني أكسيد الكربون باختلاف المواسم أيضًا ، والذي قد يكون مرتبطًا بالتقلبات في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
قصص ذات الصلة:
– “غير واقعي على الإطلاق”: رائد فضاء ناسا يلتقط صورة مذهلة للشفق القطبي من محطة الفضاء
– أساطير أورورا وأساطير ومفاهيم خاطئة
– ألوان الشفق القطبي: ما الذي يسببها ولماذا تختلف؟
بالإضافة إلى مجموعة البيانات الضخمة ، كشف Bossert وفريقه عن جزء جديد من المعلومات حول الغلاف الجوي العلوي: أن الجسيمات النشطة التي يتم توجيهها نحو الأرض من خلال مجالنا المغناطيسي تودع طاقتها عن طريق صدمها في جزيئات ثاني أكسيد الكربون.
ويضيف أوزتورك: “سيساعدنا ذلك على فهم الآليات التي تولد اضطرابات واسعة النطاق تنتقل عبر العالم”. سيساعد فهم الشفق القطبي أيضًا في إنشاء تنبؤات أكثر دقة لطقس الفضاء — لذلك نأمل ألا تنشغل أبدًا في عاصفة شمسية مرة أخرى!
نُشرت نتائجهم مؤخرًا في مجلة Geophysical Research Letters.