قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لا يتم تنفيذ جميع العلوم من قبل أشخاص يرتدون معاطف المختبر البيضاء تحت أضواء الفلورسنت في المباني الأكاديمية. في بعض الأحيان، يتغير مسار السجل العلمي إلى الأبد داخل إحدى الحانات أثناء تناول نصف لتر من البيرة.
وهذا هو الحال بالنسبة للأضواء الأرجوانية والخضراء الكاسحة التي يمكن أن تحوم فوق الأفق في نصف الكرة الشمالي. تبدو هذه الظاهرة مثل الشفق القطبي ولكنها في الواقع شيء مختلف تمامًا.
إنه يسمى ستيف.
أحدث مشهد الضوء النادر ضجة كبيرة هذا العام مع دخول الشمس في أكثر فتراتها نشاطًا، مما أدى إلى زيادة عدد الظواهر الطبيعية المبهرة التي تظهر في سماء الليل – وأدى إلى تقارير جديدة عن أشخاص رصدوا ستيف في المناطق التي يتواجد فيها. لا تظهر عادة، مثل أجزاء من المملكة المتحدة.
ولكن منذ حوالي ثماني سنوات، عندما كانت إليزابيث ماكدونالد، عالمة فيزياء الفضاء في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، في كالجاري، ألبرتا، لحضور ندوة، لم تكن قد شاهدت هذه الظاهرة شخصيًا من قبل. ولم يكن لها اسم بعد.
في الواقع، عدد قليل من العلماء الذين يدرسون الشفق القطبي وظواهر السماء الليلية الأخرى شهدوا ستيف، الذي يبدو أقرب إلى خط الاستواء من الشفق القطبي ويتميز بقوس أرجواني وردي مصحوب بخطوط عمودية خضراء.
بعد أن ألقت ماكدونالد محاضرة في إحدى الجامعات القريبة، التقت ببعض العلماء المواطنين – معظمهم من المصورين الذين يقضون الليالي على أمل التقاط الصورة المذهلة التالية للألوان التي تتراقص في السماء الكندية – في حانة كيلكيني الأيرلندية.
قال ماكدونالد: “لقد كنت أتواصل بالفعل مع مطاردي الشفق القطبي المحليين في ألبرتا (في) مجموعة على فيسبوك، والتي كانت صغيرة جدًا في ذلك الوقت، لكنني حريص جدًا على مشاركة ملاحظاتهم والتفاعل مع وكالة ناسا”.
جاء المصورون حاملين صورهم في أيديهم، متلهفين لإظهار عرض الضوء الغامض الذي التقطوه.
تسمية المشهد
وقال ماكدونالد عن الظاهرة التي ظهرت في الصور: “في ذلك الوقت، “لم نكن نعرف بالضبط ما هي”.
كان نيل زيلر، وهو عالم مواطن أو خبير في مجال التصوير الفوتوغرافي – كما يُطلق أحيانًا على المصورين الذين يطاردون الشفق القطبي – حاضرًا في ذلك الاجتماع.
وقال زيلر: “لقد بدأت في اكتشاف ما اعتدنا أن نطلق عليه قوس البروتون في عام 2015”. “لقد تم تصويره في الماضي، لكن تم التعرف عليه بشكل خاطئ، ولذلك عندما حضرت ذلك الاجتماع في حانة كيلكيني… بدأنا قليلًا من الجدل حول (ما إذا) كنت قد رأيت قوس البروتون.”
أكد الدكتور إريك دونوفان، الأستاذ في جامعة كالجاري والذي كان في الحانة مع ماكدونالد في ذلك اليوم، لزيلر أنه لم ير قوس البروتون، والذي وفقًا لورقة شارك دونوفان في تأليفها لاحقًا هو “تحت البصر، وواسع، ومنتشر، “في حين أن ستيف” مشرق بصريًا وضيقًا ومنظمًا “.
وقال زيلر: “وكانت خاتمة ذلك المساء هي أننا لا نعرف ما هو هذا”. “ولكن هل يمكننا التوقف عن تسميته بقوس البروتون؟”
وبعد وقت قصير من اجتماع الحانة هذا، اقترح مطارد آخر للشفق القطبي، كريس راتزلاف، اسمًا للأضواء الغامضة على صفحة المجموعة على فيسبوك.
كان أعضاء المجموعة يعملون على فهم هذه الظاهرة بشكل أفضل، ولكن “أقترح أن نطلق عليها اسم ستيف حتى ذلك الحين”، كما كتب راتزلاف في منشور على فيسبوك في فبراير 2016.
تم استعارة الاسم من فيلم الرسوم المتحركة “Over the Hedge” لعام 2006 الذي أنتجته شركة DreamWorks، حيث تخاف مجموعة من الحيوانات من شجيرة مورقة شاهقة وتقرر الإشارة إليها باسم Steve. (“أنا أقل خوفًا من ستيف كثيرًا” ، يعلن النيص.)
الاسم عالق. حتى بعد أن يمكن تفسير هذه الظاهرة بشكل أفضل. حتى بعد أن بدأت تفسيرات ستيف تتشكل في الأوراق العلمية.
طور العلماء لاحقًا اختصارًا يحمل الاسم: تعزيز سرعة الانبعاثات الحرارية القوية.
وكان ذلك اللقاء في حانة كندية صغيرة بمثابة نقطة تحول.
قال ماكدونالد: “كان هذا الاجتماع الشخصي أحد الأجزاء التي أعطته زخمًا أكبر لجمع المزيد والمزيد من الملاحظات في نهاية المطاف بطريقة أكثر صرامة حيث يمكننا ربط ذلك بقمرنا الصناعي”.
ما هو ستيف؟
في النهاية، قال ماكدونالد إن القمر الصناعي راقب ستيف مباشرة، وجمع بيانات مهمة وأدى إلى دراسة عام 2018 التي أشارت إلى أن الأضواء هي مظهر مرئي لشيء يسمى الانجراف الأيوني تحت الشفقي، أو SAID.
يشير SAID إلى تدفق ضيق من الجسيمات المشحونة في الغلاف الجوي العلوي للأرض. وقال ماكدونالد إن الباحثين كانوا يعرفون بالفعل أن SAID موجود، لكنهم لم يعرفوا أنه قد يكون مرئيًا في بعض الأحيان.
يختلف ستيف بصريًا عن الشفق القطبي، والذي ينتج عن جسيمات مشحونة كهربائيًا تتوهج عندما تتفاعل مع الغلاف الجوي وتظهر كأشرطة راقصة من اللون الأخضر أو الأزرق أو الأحمر. ستيف – إذا كان سببه SAID – يتكون في الغالب من نفس الأشياء. ولكنه يظهر عند خطوط العرض المنخفضة ويظهر كخط من الضوء البنفسجي اللون مصحوبًا بشرائط خضراء مميزة، وغالبًا ما يشار إليه باسم سياج الاعتصام.
قد يكون من الصعب اكتشاف ستيف بشكل محبط، إذ يظهر جنبًا إلى جنب مع الشفق القطبي بشكل منتظم قليل. في بعض الأحيان، يكون اكتشاف ستيف مسألة حظ، كما أشارت دونا لاش، وهي مصورة مقيمة في مقاطعة مانيتوبا بكندا.
لقد شاهد لاش ستيف وصوره ما يقرب من عشرين مرة، وهو إنجاز نادر في عالم تصوير السماء. وقالت إنها تستخدم مزرعة عائلتها الواقعة على قطعة أرض نائية في جنوب مانيتوبا، حيث لا يوجد سوى القليل من التلوث الضوئي.
إنها تتحقق دائمًا من طقس الفضاء قبل الخروج. إنها تبحث عن ظروف تصل إلى Kp3 على الأقل، وهو مؤشر للطقس الفضائي يتراوح من Kp0 إلى Kp9، حيث تشير الأرقام الأعلى إلى مزيد من النشاط.
وقال لاش إنه يبدو أن هذه الظاهرة تبدأ بقوس SAR – وهو قوس شفقي أحمر مستقر – يظهر بالقرب من الشكل البيضاوي الشفقي.
وقال لاش: “يمكن أن يهاجر جنوبًا في نهاية المطاف… نحو الجانب الاستوائي من الشفق القطبي ويشكل ستيف”.
وقال لاش وزيلر إن ستيف سيظهر دائمًا بجانب الشفق القطبي، لكن ليس كل الشفق القطبي يتضمن ستيف.
أين وكيف ترى ستيف
وقال ماكدونالد إن الأرض تدخل فترة من النشاط الشمسي المعزز، أو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، والذي يحدث كل 11 عامًا أو نحو ذلك.
خلال هذا الوقت، يمكن للمشاهدين توقع المزيد من عروض الضوء المرئي في السماء، وربما فرصة لمشاهدة ستيف عند خطوط العرض المنخفضة. وقالت إنه تم رصد ظواهر ضوئية في مناطق بعيدة جنوبًا مثل وايومنغ ويوتا.
وقال ماكدونالد: “كانت هناك عواصف أخيرة كانت مرئية في الولايات المتحدة – قليلاً فقط – حتى، مثل وادي الموت”. “ومؤخرًا، كان حدث نوفمبر/تشرين الثاني مرئيًا في أقصى نقطة جنوبًا فوق تركيا واليونان وسلوفاكيا، وحتى في الصين، وهو أمر نادر جدًا”.
من الأفضل رؤية ستيف من خلال عدسة الكاميرا.
لاحظ زيلر ولاش أنه بالنسبة للعين المجردة، يمكن أن يبدو الأمر وكأنه مجرد نفث خافت من طائرة تنطلق عبر السماء، ويمكن أن يكون من السهل التغاضي عنه.
تعد الكاميرات أكثر حساسية للضوء، حيث تلتقط ألوان ستيف النابضة بالحياة من خلال عدساتها.
وأضاف ماكدونالد أنه حتى كاميرا الهاتف يمكن أن تعمل.
وقالت: “هذا هو الحد الأقصى الأول من الطاقة الشمسية، الذي يمكن للهواتف المحمولة لمعظم الناس التقاط صورة جيدة للشفق القطبي”.
من المرجح أن يتم التقاط ظاهرة ستيف خلال فترة الاعتدال في الربيع والخريف، وفقًا لزيلر ولاش. (حدث الاعتدال الخريفي لهذا العام في 23 سبتمبر).
وأشار ماكدونالد: “لا أعتقد أن ستيف هو الذي يحدث أكثر خلال فترة الاعتدال، ولكن من المعروف أن العواصف الأكبر للشفق القطبي تحدث بالقرب من فترات الاعتدال”. ولأن ستيف يميل إلى الظهور بجانب الشفق القطبي، فمن المرجح أن يتم ملاحظة هذه الظاهرة في مارس أو سبتمبر.
قال زيلر ولاش إنهما عادة ما يرون ستيف بين المساء ومنتصف الليل.
قال زيلر: “إنه ليس شيئًا طوال الليل”. “أطول مدة رأيتها لستيف كانت ساعة من البداية إلى النهاية.”
وأضاف زيلر أنه ينتظر حتى تبدأ العاصفة الشفقية في التلاشي قبل أن يوجه كاميرته باتجاه الشرق – من موقعه المتميز في كندا – أو إلى الأعلى مباشرة، ثم “تبدأ في رؤية هذا النهر الأرجواني”.
هذا ستيف.
كيف تصبح عالما مواطنا
يشجع ماكدونالد أي شخص مهتم بتصوير الشفق القطبي – أو ستيف – على المشاركة في المجتمعات عبر الإنترنت. Aurorasaurus، وهو موقع على شبكة الإنترنت يربط المصورين بالعلماء، هو مشروع قالت إنها تهتم به بشدة، مشيرة إلى دوره الحاسم في مساعدة العلماء على التعرف على ستيف رسميًا.
وقالت إن الصور التي ساهم بها أفراد من الجمهور تساعد العلماء باستمرار على تحسين فهمهم لهذه العروض الضوئية.
وقالت: “إن العلماء ليسوا جيدين في مطاردة الشفق القطبي مثل الجمهور المتحمّس”. “نحن لا نبقى مستيقظين طوال الليل، ولا نحن المصورين.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com