درخشش عجیب شفق‌های قطبی در آسمان ژاپن

01

از 06

کشف ساختارهای جدید و مکانیسم‌های احتمالی تشکیل

محققان از داده‌های عمومی و علمی برای تجزیه و تحلیل این پدیده‌ها استفاده و جزئیات ساختاری جدیدی را کشف کرده‌اند، که نظریه‌های موجود در مورد پیدایش شفق‌های قطبی را به چالش کشیده است.

02

از 06

نور شمالی آبی غالب در شفق‌های قطبی ژاپن

در یک مطالعه جدید، محققان از ویدیوها و تصاویر نور شمالی آبی غالب برای ترسیم دامنه آن بهره گرفتند و یافته‌های خود را با اندازه‌گیری‌های اسپکتروفوتومتر تأیید کردند.

این تحقیق که در تاریخ 5 دسامبر در مجله Earth, Planets and Space منتشر شد، تحت سرپرستی سوتا نانجو و پروفسور کازو شیئوکاوا از مؤسسه تحقیقاتی محیط‌ زیست فضا-زمین (ISEE) دانشگاه ناگویای ژاپن انجام شد.

03

از 06

کشف اسرار شفق‌های قطبی آبی

تحقیقات نانجو و شیئوکاوا اولین تجسم از ساختار فضایی شفق‌های قطبی آبی غالب در طی یک طوفان را ارائه داد.

این دو محقق متوجه شدند که شفق‌های قطبی دارای ساختارهای طولی هستند، که با خطوط میدان مغناطیسی هماهنگ می‌باشند و برای اولین بار است که شفق قطبی آبی در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر مشاهده می‌شود.

همچنین آنها دریافتند که این شفق قطبی حدود 1200 کیلومتر در طول گسترش داشت، از سه ساختار جداشده تشکیل شد و ارتفاع آن از 400 تا 900 کیلومتر متغیر بود.

یافته‌های نانجو و شیئوکاوا ممکن است درک ما را از شفق‌های قطبی آبی تغییر دهند. جریان حلقوی، که منطقه‌ای به شکل دونات از ذرات باردار است و زمین را احاطه کرده است، به عنوان منبع اتم‌های خنثی پرانرژی (ENA) در نظر گرفته می‌شود، که نورهای شمالی در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر را تولید می‌کند.

طبق این مدل، طوفان به احتمال زیاد ENAها را انرژی‌دهی کرده و نمایش رنگارنگی از نور ایجاد کرده است.

04

از 06

چالش مدل‌های موجود

کشفیات این گروه تحقیقاتی به راحتی با مدل‌های موجود قابل توضیح نیست. همان‌طور که شیئوکاوا می‌گوید، در این مطالعه ساختارهایی چندصد کیلومتری در شفق قطبی آبی دیده شد، که نمی‌توان آنها را تنها با فعالیت ENA توضیح داد.

همچنین همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌شود، ENAها بعید است که شفق قطبی را به‌طور هم‌راستا با خطوط میدان مغناطیسی ایجاد کنند.

احتمال دیگر این بود که شفق قطبی به دلیل پخش یون‌های مولکولی نیتروژن توسط تابش نور خورشید باشد. اما تحقیقات نشان می‌دهد که این نظریه هم نمی‌تواند درست باشد، چرا که نور خورشید فقط تا ارتفاع 700 کیلومتر می‌رسد، نه تا ارتفاع 400 کیلومتری که محققان مشاهده کرده‌اند.

05

از 06

فرایندهای ناشناخته در ارتفاعات بالا

نتایج این تحقیق ممکن است نشان‌دهنده یک فرایند ناشناخته باشد. شیئوکاوا گفت: «یافته‌های ما نشان می‌دهند که یون‌های مولکولی نیتروژن ممکن است با یک مکانیسم خاص به سمت بالا حرکت کنند و باعث تشکیل شفق قطبی آبی شوند.»

وی تصریح کرد: «تاکنون نحوه وجود یون‌های مولکولی نیتروژن با وزن زیاد در این ارتفاعات به‌خوبی مشخص نشده است. این یون‌ها به‌ راحتی نمی‌توانند برای مدت طولانی در اینجا باقی بمانند، چرا که سنگین هستند و سریع تجزیه می‌شوند، اما در ارتفاعات بالا قابل مشاهده هستند. این فرایند هنوز برای ما روشن نیست.»

06

از 06

پیامدها برای تحقیقات آینده

به طور کلی، مشاهده‌های مکرر شفق‌های قطبی آبی، مثل آنچه در ژاپن دیده شد، ممکن است به محققان کمک کند تا بفهمند نیتروژن چگونه در این ارتفاعات وجود دارد.

از آنجایی که فرایند حرکت یون‌های مولکولی نیتروژن به سمت جو بالاتر برای درک مسائلی مثل طوفان‌های مغناطیسی و محیط تابش در فضا مهم است، این یافته‌ها می‌توانند به ما کمک کنند تا فرایندهایی که در چند صد کیلومتر بالاتر از سطح زمین رخ می‌دهند را بهتر بشناسیم.