شفقهای قطبی سرخرنگ و بهطور غیرعادی بلندی که در آسمان ژاپن دیده شدهاند، ممکن است نشاندهنده این باشند که برخی از طوفانهای خورشیدی، بسیار قویتر از آن چیزی هستند که دانشمندان تصور میکنند.
مطالعهای که در نشریه Journal of Space Weather and Space Climate منتشر شده است، گزارش میدهد که شفقهای قطبی سرخ مشاهدهشده در آسمان ژاپن، تا ارتفاعی در حدود ۵۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتری بالای زمین امتداد یافتهاند.
این کشف توسط محققان دانشگاه هوکایدو و مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا انجام شده است؛ آنها چندین رویداد شفق قطبی را که بین ژوئن ۲۰۲۴ تا مارس ۲۰۲۵ رخ داده بود، مورد بررسی قرار دادند.
شفقهای قطبی معمولاً با طوفانهای ژئومغناطیسی (زمینمغناطیسی) مرتبط هستند؛ این طوفانها زمانی رخ میدهند که جریانهایی از ذرات باردار خورشید، میدان مغناطیسی زمین را مختل میکنند. شفقهای قطبی درخشان معمولاً در نزدیکی مناطق قطبی دیده میشوند، اما در طول طوفانهای بهشدت قوی، گاهی اوقات میتوانند در عرضهای جغرافیایی پایینتر (جنوبتر)، از جمله در آسمان ژاپن نیز ظاهر شوند.
هنگامی که شفقهای قطبی سرخ در این عرضهای جغرافیایی پایینتر رخ میدهند، عموماً در ارتفاعی حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ کیلومتری یافت میشوند. با این حال، رویدادهایی که به تازگی مشاهده شدهاند، بسیار بالاتر از حد انتظار در فضا امتداد یافتهاند.
توموهیرو ام. ناکایاما (Tomohiro M. Nakayama)، نویسنده اصلی این مطالعه میگوید:
ما دریافتیم که شفقهای قطبی سرخ میتوانند حتی در طول طوفانهایی که شدت آنها در مقیاسهای سنجش، “متوسط” ارزیابی شده است، تا ارتفاعات بسیار بالایی امتداد یابند. من واقعاً شگفتزده شدم، چون انتظار نداشتم چنین شفقهای بلندی حتی در جریان طوفانهای با شدت متوسط ظاهر شوند. این موضوع نشان میدهد که این طوفانها ممکن است در واقع قویتر از آن چیزی باشند که شاخصهای سنتی و رایج نشان میدهند.
بادهای خورشیدی ممکن است طوفانهای قویتر را پنهان کنند
برای درک بهتر آنچه در حال رخ دادن بود، محققان پنج رویداد شفق قطبی ثبتشده در هوکایدو را تجزیه و تحلیل کردند. در طول هر رویداد، هجوم ذرات باردار خورشیدی مگنوتوسفر (مغناطیسسپهر) زمین را فشرده کرده بود؛ مگنوتوسفر همان ناحیه مغناطیسی محافظی است که سیاره زمین را احاطه کرده است.
اگرچه اندازهگیریهای استاندارد این طوفانها را از نظر شدت، تنها در حد «متوسط» دستهبندی میکردند، اما میزان فشرده شدن مگنوتوسفر به طرز غیرعادی شدید بود.
تیم تحقیقاتی بر این باور است که جریانهای متراکم باد خورشیدی ممکن است سپر مغناطیسی زمین را به شدت تحت فشار قرار داده، جو فوقانی را گرم کرده و منطقهای را که شفقهای قطبی سرخ در آن شکل میگیرند، به ارتفاعات بسیار بالاتری رانده باشند. در عین حال، حرکت ذرات باردار به دور از این منطقه ممکن است باعث شده باشد که طوفانها ضعیفتر از آنچه واقعاً بودند به نظر برسند و شدت واقعی خود را پنهان کنند.
در صورت درست بودن این فرضیه، یافتهها نشان میدهند که برخی از طوفانهای ژئومغناطیسی میتوانند بسیار قدرتمندتر از آن چیزی باشند که شاخصهای فعلی هواشناسی فضایی نشان میدهند.
شهروند-دانشمندان به حل این معما کمک کردند
محققان مشاهدات ماهوارهای را با عکسهای گرفته شده توسط «شهروند-دانشمندان» (علاقهمندان غیرحرفهای علوم) در سراسر ژاپن ترکیب کردند. آنها با استفاده از این تصاویر، ارتفاع ظاهری شفقهای قطبی را اندازهگیری کردند و موقعیت آنها را در امتداد خطوط میدان مغناطیسی زمین ردیابی کردند تا تخمین بزنند که این ساختارهای درخشان تا چه ارتفاعی امتداد یافتهاند.
مشارکت ناظران و عکاسان در سراسر کشور بسیار ارزشمند بود. از آنجا که از این شفقهای قطبی از چندین مکان مختلف عکسبرداری شده بود، این تیم توانست این رویدادهای نادر را با جزئیاتی بسیار بیشتر از آنچه که تنها با استفاده از شبکههای رصد سنتی ممکن بود، بازسازی کند.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
این یافتهها فراتر از درک بهتر جلوههای زیبای آسمان شب، اهمیت زیادی دارند.
هنگامی که جو فوقانی زمین گرم میشود، منبسط میگردد. این امر باعث افزایش اصطکاک و پسا (Drag) جوی بر روی ماهوارههایی میشود که در مدار زمین حرکت میکنند؛ پدیدهای که میتواند مسیر حرکت آنها را تغییر داده و باعث شود برخی از فضاپیماها سریعتر از حد انتظار ارتفاع خود را از دست بدهند.
ناکایاما میگوید:
با توجه به اینکه تعداد ماهوارهها در مدار نزدیک به زمین (LEO) به طور مداوم در حال افزایش است، درک این اثرات روز به روز اهمیت بیشتری پیدا میکند. نتایج کار ما میتواند به بهبود پیشبینی هواشناسی فضایی و حمایت از عملیات ایمنتر ماهوارهها کمک کند.
منبع: Scitechdaily
