گلوله توپ‌های سبز و درخشان استیو

ماجرای "استیو" باز هم پیچیده‌تر شد. پژوهشنامه‌ی تازه‌ای که در نشریه‌ی ای‌جی‌یو ادونسز منتشر شده نشان می‌دهد که نوارهای بنفش و درخشانی که به نام "استیو" (STEVE) می‌شناسیم اغلب با گلوله توپ‌های سبزی از نور همراهند که با سرعت ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت در جو زمین جابجا می‌شوند.

چهار نمونه از "رگه‌ها" در رویدادهای "استیو" که در ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ دیده شده‌اند. تصویر بزرگ‌تر

جاشوا سِمتر، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش از دانشگاه بوستون می‌گوید: «شهروند-دانشمندان سال‌هاست که این رگه‌های سبزفام را به تصویر می‌کشند. اکنون تازه داریم شناخت چیستیِ آنها را آغاز می‌کنیم.»

استیو یک کشف تازه است. مانند شفق قطبی به نظر می‌رسد ولی شفق نیست. تابش بنفش آن دستاورد رودهای داغی از گاز (۳۰۰۰ درجه‌ی سانتیگراد) است که با سرعت بیش از ۲۱۰۰۰ کیلومتر بر ساعت در مغناطکره‌ی زمین روانند. همین آن را متمایز با شفق‌ قطبی می‌کند که از باران ذرات پرانرژیِ بیرون از زمین پدید می‌آید. نخستین بار حدود ۱۰ سال پیش تماشاگران کاناداییِ شفق‌ها به این پدیده توجه کرده و به شوخی نامش را استیو گذاشتند؛ پژوهشگران از آن هنگام تاکنون سرگرم بررسی آنها هستند.

تازه داریم می‌فهمیم که استیو چیزی بیش از یک نوار بنفش است. در اغلب عکس‌ها، رشته‌ای از ستون‌های عمودی به نام "حصار چوبی" را زیر استیو می‌بینیم که آنها هم شفق نیستند. و اکنون، سمتر و گروهش در پژوهشنامه‌ی خود با عنوان "رگه‌های رازگونه زیر استیو"، شگفتی دیگری را رو کرده‌اند.

او توضیح م‌یدهد: «عکاسان اغلب زیر حصار چوبی رگه‌هایی افقی از نور سبز را می‌بینند. این چیزیست که ما در پژوهشنامه‌مان به بررسی‌اش پرداخته‌ایم.»

دانشمندان با به کار بردن روش مثلث‌سازی روی عکس‌های "استیو"های یکسان که عکاسانی متفاوت و بسیار دور از هم گرفته بودند، فرازای (ارتفاعِ) "گلوله توپ‌های استیو" را اندازه گرفتند. تصویر بزرگ‌تر

گروه سمتر عکس‌هایی از این رگه‌ها را که شهروند-دانشمندان در کانادا، آمریکا و نیوزیلند گرفته بودند گرد آوردند. در برخی نمونه‌ها، عکاسانِ بسیار دور از هم یک رشته رگه‌ی یکسان را ثبت کرده بودند، که امکان مثلث‌سازی از جایگاهشان را به دانشمندان می‌داد. پژوهشگران با بررسی ده‌ها تصویر باکیفیت به این نتیجه‌ها رسیدند:

۱) این رگه‌ها "رگه" نستند. آنها در حقیقت گوی‌های نقطه-مانندی از گازند که افقی در آسمان جابجا می‌شوند. در عکس‌ها، این "گلوله توپ‌های سبز" به دلیل زمانِ نوردهی دوربین تبدیل به رگه‌هایی می‌شوند [مانند رد ستارگان در نوردهی‌های بلند-م]

۲) پهنای این گلوله توپ‌ها به طور معمول ۳۵۰ متر است، و در فرازای حدود ۱۰۵ کیلومتری بالای سطح زمین جای دارند.

۳) رنگ این گلوله توپ‌ها سبز ناب و خالص است- بسیار ناب‌تر از شفق‌های سبز معمولی، چیزی که این نتیجه را که گلوله‌ها پدیده‌های متفاوتی هستند نیرو می‌بخشد.

خوب پس این گلوله توپ‌ها چیستند؟ سمتر بر این باورست که نشانه‌ی آشوب و تلاطمند. وی می‌گوید: «در زمان توفان‌های زمین‌مغناطیسی نیرومند، رودی از پلاسما که استیو را پدید می‌آورد با سرعت‌های زِبَرصوتی بسیار بالای روان می‌شود. گیژاوها (Eddyها) و پیچه‌های پرآشوب [در این رود-م] بخشی از انرژی خود را در این گلوله توپ‌های سبز تخلیه می‌کنند.

گلوله توپ‌های سبز خالصِ استیو (بالا، چپ) با رنگ‌های آبی-سبز و دیگر رنگ‌های آمیخته‌ی شفق قطبی مقایسه شده. تصویر بزرگ‌تر (پی‌ان‌جی، ۴.۵ مگ)

این نظریه شاید بتواند دلیل رنگ خالصشان را هم به ما بگوید. شفق‌ها به طور معمول آمیزه‌ای از رنگ‌هایی هستند که از بارش ذرات پرانرژی به درون بخش بالای جو پدید می‌آیند. این "باران" به اتم‌ها، یون‌ها، و مولکول‌های اکسیژن و نیتروژن در ارتفاع‌های بسیار گوناگونی برخورد می‌کند و این فرآیند پرآشوب به طور طبیعی به آشفته‌بازاری از رنگ‌ها می‌انجامد. ولی گلوله توپ‌های استیو تک‌رنگند. آشفتگی‌های منطقه‌ای تنها اتم‌های اکسیژن در حجمِ به نسبت کوچکی از فضا را برمی‌انگیزانند و یک سبز خالص در طول موج ۵۵۷.۷ نانومتر پدید می‌آورند؛ آمیزه‌ای [از طول موج‌ها] در کار نیست.

سمتر می‌گوید: «به نظر می‌رسد همه چیز با هم جور در می‌آید، ولی هنوز چیزهای بسیاری برای یادگیری داریم. همکاری شهروند-دانشمندان  برای پیشرفت این فیزیک بسیار سودمند خواهد بود.»

--------------------------------------------
تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky

واژه‌نامه:
STEVE - AGU Advances - Joshua Semeter - Boston University - Earth - magnetosphere - picket fence - Canada - United States - New Zealand - cannonball - aurora - geomagnetic storm - supersonic - atom - ion - molecule - oxygen - nitroge - monochromatic

منبع: spaceweather
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان