قبل ثلاث سنوات ، ظهر وهج أرجواني غامض عبر السماء الكندية. كان العرض الضوئي ظاهرة سماوية غير معروفة تمامًا ، لذلك تم تسميته بما يناسب جماله وعظمته: ستيف.
الآن ، حدد العلماء أخيرًا أسباب الشرائط المتوهجة لهذه الظاهرة من اللون البنفسجي المحمر والأخضر: الموجات المغناطيسية ، ورياح البلازما الساخنة ، وزخات الإلكترونات في المناطق التي لا تظهر عادة.
نبذة تاريخية عن ستيف
في 25 يوليو 2016 ، لاحظ المراقبون نوعًا غريبًا من عرض الضوء الجوي يضيء سماء الليل في نصف الكرة الشمالي. أدركوا بسرعة أن هذا لم يكن هالة عادية وأعطوه اسمًا جديدًا مستوحى من فيلم "Over the Hedge" (DreamWorks Animation ، 2006) ؛ مجموعة من حيوانات الغابة ، محيرة من قبل التحوط لأول مرة ، اسم الكائن غير المألوف "ستيف". (غير علماء الفلك لاحقًا هذا الاسم إلى STEVE ، وهو اختصار لتحسين سرعة الانبعاث الحراري القوية.)
وجد التحليل الأولي لـ STEVE أن آثاره الضوئية جاءت بشكل مختلف عن تأثيرات الشفق ، لكن العلماء لم يتمكنوا من تحديد ما يحدث بالضبط.
يمكن لأوروراس تتبع أصولها إلى الشمس ، عندما تبصق البقع الشمسية غيومًا من البروتونات والإلكترونات التي تسرع نحو الأرض على الرياح الشمسية. بمجرد وصول هذه الجسيمات المشحونة إلى الكوكب ، يوجهها مجالها المغناطيسي نحو القطبين الشمالي والجنوبي. عندما تغادر الجسيمات الغلاف المغناطيسي وتقصف الغلاف الجوي العلوي للكوكب ، فإنها تتفاعل مع عناصر مثل الأكسجين والنيتروجين لتوليد شرائط دوامة من الضوء.
لكن عروض STEVE الضوئية تختلف عن الشفق النموذجي. يظهر STEVE في أقصى الجنوب ، وعلى مناطق أكثر سكانًا ، مما تفعله معظم الشفق. وعلى عكس الشفق والدوائر الخضراء التي تتجول أفقيًا ، تنتج STEVE شريطًا رأسيًا أرجوانيًا أو أخضرًا ، مصحوبًا أحيانًا بعمود من أشرطة قصيرة تشبه سياج اعتصام ، وفقًا للدراسة الجديدة.
"غير معروف تمامًا"
في دراسة سابقة نُشرت في عام 2018 ، وجد نفس الباحثين أن STEVE نشأت في الغلاف الأيوني ، وهي المنطقة الممتدة من حوالي 50 إلى 375 ميلًا (80 إلى 600 كيلومتر) فوق الأرض ، حيث تتكون الشفق.
ولكن على الرغم من ظهور STEVE خلال نفس العواصف المغناطيسية التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي أنتجت الشفق ، فإن معظم المظهر المتوهج لظاهرة المكتشف الجديد لم يكن نتيجة لجسيمات مشحونة تصطدم في الغلاف الجوي العلوي للأرض. يأتي هذا الاستنتاج من الأدلة التي جمعتها الأقمار الصناعية التي مرت عبر حدث STEVE في عام 2008.
استخدمت الدراسة الجديدة بيانات عام 2008 ، جنبًا إلى جنب مع بيانات الأقمار الصناعية والملاحظات الأرضية من حدثين آخرين من STEVE ، لتحديد عمليتين مختلفتين تشكلان شريط الضوء STEVE وسياج الاعتصام.
تضيء شرائط STEVE العمودية ليس بمطر من الجسيمات المشحونة التي تسقط في الغلاف الجوي ، ولكن بسبب الاحتكاك الناجم عن تدفقات البلازما الساخنة والموجات المغناطيسية القوية على بعد حوالي 15000 ميل (25000 كم) فوق الأرض ، وفقًا للدراسة. تعمل الحرارة الناتجة عن هذه التدفقات على تنشيط الجزيئات بحيث تولد ضوءًا أرجوانيًا ، وهي آلية مشابهة لإضاءة المصابيح المتوهجة.
في حين يحدث توهج الشفق عندما تسقط الإلكترونات والبروتونات في الغلاف الجوي للأرض ، فإن "توهج الغلاف الجوي STEVE يأتي من التسخين بدون ترسيب الجسيمات" ، قال المؤلف المشارك في الدراسة Bea Gallardo-Lacourt ، فيزيائي الفضاء بجامعة كالغاري في كندا ، في بيان .
من ناحية أخرى ، يتشكل سياج اعتصام STEVE الأخضر كما تفعل الشفق: عندما تمطر الإلكترونات على الغلاف الجوي العلوي. ومع ذلك ، يحدث هذا في أقصى جنوب خطوط العرض حيث تتكون الشفق عادة ، "لذلك فهو فريد من نوعه" ، قال غالاردو لاكور.
وكتب المؤلفان أن هذا السياج المميز ظهر أيضًا في السماء فوق نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي في نفس الوقت. قال مؤلفو الدراسة إن هذا يوضح أن مصدر الطاقة الذي يغذي STEVE وافر بما يكفي لإنشاء عروض ضوء متزامنة في نصفي الكرة الأرضية.
لكن العلماء لا يزالون لا يعرفون لماذا تظهر هذه الظاهرة أبعد بكثير مما تظهره الشفق ، مما يعني أن STEVE تحتفظ ببعض الغموض.
تم نشر النتائج على الإنترنت في 16 أبريل في مجلة Geophysical Research Letters.
