الفلك

هل هناك شفق قطبي على عطارد؟

هل هناك شفق قطبي على عطارد؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تحدث الشفق القطبي على الأرض بسبب التفاعلات بين الرياح الشمسية والغلاف المغناطيسي. لقد رأيت أيضًا بعض الصور للشفق القطبي على كوكب المشتري وزحل.

الزئبق لديه مجال مغناطيسي عالمي. هل يوجد به أيضًا شفق قطبي؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف تبدو؟


يعد المجال المغناطيسي واحدًا فقط من متطلبات الشفق القطبي (وبالنظر إلى علامات الانبعاثات من الأكسجين المُثار على كوكب الزهرة بعد التوهجات الشمسية ، فقد لا يكون هذا أحد المتطلبات في الواقع) يجب أن يكون هناك جو أيضًا. في حالة عطارد ، ليس هناك الكثير في طريق الغلاف الجوي. لا يزال المجال المغناطيسي يوجه الرياح الشمسية إلى المناطق القطبية ، حيث يتسبب في تناثر الصوديوم. نظرًا لأن هذا هو نتيجة نفس القناة المغناطيسية التي تنتج الشفق على الأرض ، يمكنك التفكير في هذا على أنه مكافئ لعطارد للشفق القطبي. يشكل الصوديوم ذيلًا متوهجًا خافتًا أثناء فراره من الكوكب.


كيف تبدو رؤية الشفق القطبي على الكواكب الأخرى؟

مشاهدة الشفق عن قرب هي تجربة مدهشة حقًا. الجمال الطبيعي للأضواء الشمالية أو الجنوبية يجذب الخيال العام على عكس أي جانب آخر من جوانب الطقس الفضائي. لكن الشفق القطبي ليس فريدًا بالنسبة إلى الأرض ويمكن رؤيته على العديد من الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي.

الشفق القطبي هو النتيجة النهائية الرائعة لسلسلة من الأحداث التي تبدأ عند الشمس. تبعث الشمس باستمرار تيارًا من الجسيمات المشحونة المعروفة باسم الرياح الشمسية إلى أعماق النظام الشمسي. عندما تصل هذه الجسيمات إلى كوكب ، مثل الأرض ، فإنها تتفاعل مع المجال المغناطيسي المحيط به (الغلاف المغناطيسي) ، وتضغط الحقل إلى شكل دمعة وتنقل الطاقة إليه.

بسبب الطريقة التي يمكن أن تتغير بها خطوط المجال المغناطيسي ، يمكن بعد ذلك تسريع الجسيمات المشحونة داخل الغلاف المغناطيسي إلى الغلاف الجوي العلوي. هنا تتصادم مع جزيئات مثل النيتروجين والأكسجين ، مما يعطي طاقة على شكل ضوء. هذا يخلق شريطًا من الألوان يمكن رؤيته عبر السماء بالقرب من الكوكب & # x2019s القطب الشمالي والجنوبي المغناطيسي & # x2013 هذا هو الشفق.

الشفق الغازي العملاق

باستخدام قياسات من مركبة فضائية ، مثل كاسيني ، أو صور من التلسكوبات ، مثل تلسكوب هابل الفضائي ، تمكن علماء الفضاء من التحقق من أن بعض أقرب جيراننا لديهم الشفق القطبي الخاص بهم. يقوم العلماء بذلك من خلال دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي المتلقاة من الكواكب ، وتعتبر بعض الانبعاثات ذات الطول الموجي مؤشرات جيدة لوجود الشفق القطبي.

كل من الكواكب الغازية العملاقة (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) له مجال مغناطيسي قوي ، وجو كثيف ، ونتيجة لذلك ، الشفق القطبي الخاص به. تختلف الطبيعة الدقيقة لهذه الشفق قليلاً عن Earth & # x2019s ، نظرًا لاختلاف الغلاف الجوي والأغلفة المغناطيسية. الألوان ، على سبيل المثال ، تعتمد على الغازات في الغلاف الجوي للكوكب. لكن الفكرة الأساسية وراء الشفق هي نفسها.

الشفق الأزرق على كوكب المشتري. ناسا / جي كلارك

على سبيل المثال ، تؤثر العديد من أقمار كوكب المشتري ، بما في ذلك Io و Ganymede و Europa ، على الشفق القطبي الأزرق الناتج عن الرياح الشمسية. آيو ، الذي هو أكبر قليلاً من قمرنا ، هو بركاني ويطلق كميات هائلة من الجسيمات المشحونة في الغلاف المغناطيسي للمشتري ، مما ينتج تيارات كهربائية كبيرة وشفق قطبي فوق بنفسجي ساطع.

على زحل ، توجد أقوى الشفق القطبي في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من طيف الألوان ، وبالتالي لن تكون مرئية للعين البشرية. ولكن تم أيضًا رصد الشفق القطبي الوردي والأرجواني الأضعف (والأندر).

تلسكوب هابل الفضائي يلتقط زحل والشفق القطبي # x2019. ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / هابل

يحتوي عطارد أيضًا على غلاف مغناطيسي ولذا قد نتوقع وجود شفق قطبي هناك أيضًا. لسوء الحظ ، عطارد صغير جدًا وقريب جدًا من الشمس بحيث لا يحتفظ بالغلاف الجوي ، مما يعني أن الكوكب لا يحتوي على أي جزيئات لتثيرها الرياح الشمسية وهذا يعني عدم وجود الشفق القطبي.

الشفق غير المتوقع

تختلف القصة عن كوكب الزهرة والمريخ. بينما لا يحتوي أي من هذين الكواكب على مجال مغناطيسي واسع النطاق ، إلا أن كلاهما لهما غلاف جوي. نظرًا لتفاعل الرياح الشمسية مع طبقة الأيونوسفير الزهرية (طبقة الغلاف الجوي التي تحتوي على أكثر الجسيمات المشحونة) ، فإنها في الواقع تخلق أو تحفز مجالًا مغناطيسيًا. باستخدام بيانات من المركبة الفضائية Venus Express ، وجد العلماء أن هذا المجال المغناطيسي يمتد بعيدًا عن الشمس ليشكل & # x201Cmagnetotail & # x201D الذي يعيد توجيه الجسيمات المتسارعة إلى الغلاف الجوي ويشكل الشفق.

الغلاف الجوي للمريخ و # x2019s رقيق جدًا بحيث لا يمكن حدوث عملية مماثلة هناك ، ولكن لا يزال هناك شفق قطبي تم إنشاؤه بواسطة الحقول المغناطيسية المحلية المضمنة في قشرة الكوكب و # x2019. هذه هي بقايا مجال مغناطيسي عالمي أكبر بكثير اختفى مع تبريد كوكب الأرض ولبه. يؤدي التفاعل بين الرياح الشمسية والغلاف الجوي للمريخ إلى توليد & # x201Cdiscrete & # x201D auroras التي تقتصر على مناطق حقل القشرة الأرضية.

أظهر اكتشاف حديث من قبل بعثة مافن أن المريخ لديه أيضًا شفق قطبي أكبر بكثير منتشر عبر نصف الكرة الشمالي ، وربما الكوكب بأكمله أيضًا. هذا & # x201Cdiffuse & # x201D الشفق القطبي هو نتيجة لجسيمات الطاقة الشمسية التي تمطر في الغلاف الجوي للمريخ ، وليس جزيئات من الرياح الشمسية تتفاعل مع مجال مغناطيسي.

إذا وقف رائد فضاء على سطح المريخ ، فربما لا يزال يرى شفقًا قطبيًا ، لكن من المحتمل أن يكون باهتًا وأزرقًا إلى حد ما ، وعلى عكس الأرض ، لن يكون بالضرورة بالقرب من أقطاب الكوكب و # x2019.

قزم بني مع شفق أحمر. تشاك كارتر وجريج هالينان / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

معظم الكواكب خارج نظامنا الشمسي قاتمة جدًا مقارنة بنجمها الأم بالنسبة لنا لمعرفة ما إذا كان لديها شفق قطبي. لكن العلماء اكتشفوا مؤخرًا قزمًا بنيًا (جسم أكبر من كوكب ولكنه ليس كبيرًا بما يكفي ليحترق مثل النجم) على بعد 18 سنة ضوئية من الأرض يُعتقد أنه يحتوي على شفق قطبي أحمر ساطع. يثير هذا إمكانية اكتشاف كواكب خارجية أخرى ذات أغلفة جوية ومجالات مغناطيسية لها شفق قطبي خاص بها.

هذه الاكتشافات مثيرة وجميلة ، لكنها أيضًا مفيدة علميًا. يمنح التحقيق في الشفق القطبي العلماء أدلة محيرة حول البيئة المغناطيسية والجسيمية للكوكب و # x2019 ويمكن أن يعزز فهمنا لكيفية تفاعل الجسيمات المشحونة والمجالات المغناطيسية. هذا يمكن أن يكشف عن إجابات لمشاكل فيزيائية أخرى ، مثل الاندماج النووي.

ناثان كيس ، باحث أول مشارك في فيزياء الفضاء والكواكب ، جامعة لانكستر

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. اقرأ المقال الأصلي.


الخرافات وراء الأضواء الجنوبية والشمالية

الأضواء الشمالية في ألاسكا. الصورة عبر مانيش مامتاني للتصوير الفوتوغرافي.

على مدار تاريخ البشرية ، شهد الناس الشفق ، سواء الشفق القطبي الشمالي والجنوبي ، وسعى إلى شرح أنماط الرقص هذه وفهمها في القصص والأساطير.

في العالم الحديث ، كشف العلم عن معظم أسرار الأضواء الشمالية (الشفق القطبي) والأضواء الجنوبية (الشفق القطبي). نحن نتفهم أن الشفق القطبي يتشكل عندما تصطدم جزيئات الشمس بالغلاف الجوي العلوي للأرض. تتسبب العواصف الشمسية الكبيرة في تدفق أكبر للجسيمات ، مما قد يتسبب في وصول الشفق القطبي إلى خطوط العرض المنخفضة ويظهر لعدد أكبر من المراقبين. يتم تحديد ألوان الشفق من خلال الغازات التي تثيرها البلازما الشمسية.

بدأت كل هذه المعرفة العلمية تتراكم ببطء منذ أكثر من قرنين ونصف. لكن حتى الآن ، عندما ننظر إلى الستائر المرتعشة ذات اللون الأحمر أو الأخضر أو ​​الأزرق ، يمكن أن ينتشر شعور بالرهبة والغموض في هذا العرض الشبحي. من السهل معرفة عدد هذه الأساطير التي يرجع تاريخها إلى قرون والتي أشارت إلى عالم لا يمكن الوصول إليه بطريقة أخرى.

يبدأ الفولكلور باسم "الشفق القطبي" نفسه. أورورا هي إلهة الفجر الرومانية. الأضواء ، التي تبدأ عادةً كإضاءة خفية في الأفق الشمالي (في نصف الكرة الشمالي) ، بدت وكأنها تأتي في غير محله ولا تأتي في الوقت المناسب.

الصورة عبر يورغن نورلاند أندرسون.

كان ربط الأضواء الصوفية بالآلهة خطوة سهلة للثقافات المبكرة. اعتقد آل ألغونكوينز في جزيرة مانيتولين في بحيرة هورون أن الشفق هو علامة على حسن النية من خالقهم ، Nanahbozho. اعتقد تشوفاش سيبيريا أن الشفق القطبي كان إلههم في السماء لمساعدة النساء في الولادة.

واحدة من الأساطير الأكثر شيوعًا المحيطة بالأضواء الشمالية تتعلق بأولئك الذين مروا إلى Great Beyond. يعتقد سكان كونفدرالية الدول الست أن الأضواء الشمالية تظهر نقطة الدخول إلى أرض الأرواح. اعتقد الفايكنج أن الشفق كان انعكاسات من دروع الفالكيري ، العذارى الذين يأخذون المحاربين القتلى إلى فالهالا (الجنة). رأى كل من سالتيوس في شرق كندا وكواكيوتل وتلينجيت في جنوب شرق ألاسكا أرواحًا راقصة في السماء الخافتة ، وأحيانًا من البشر وأحيانًا الحيوانات مثل الحيتان أو الفقمة. كان شرق غرينلاند إنويت ينظر إلى الأضواء على أنها أطفال ماتوا عند الولادة. على عكس الأساطير العديدة المحيطة بمن ماتوا ، فسر لاكوتا سيوكس الأضواء على أنها أرواح أجيال لم تولد بعد.

عرض في صور مجتمع EarthSky. | التقط David Kakuktinniq في رانكين إنليت ، نونافوت ، كندا ، الشفق القطبي والمريخ في 12 سبتمبر 2020. وكتب: & # 8220 الأضواء الشمالية فوق خليج هدسون ، مع وجود المريخ بالقرب من مركز الصورة. & # 8221 شكرًا ، ديفيد!

كثيرا ما ظهر العنف والحرب في هذه الأساطير. يعتقد شعب سامي في شمال الدول الاسكندنافية أن أرواح أولئك الذين ماتوا موتًا عنيفًا تشكل طاقة الأضواء الشمالية. خافت قبائل الثعلب الهندية في ويسكونسن من الأضواء كأشباح أعدائهم القتلى ، في محاولة للنهوض مرة أخرى. لهذا السبب ، كان يُنظر إلى الشفق القطبي على أنه نذير حرب وباء.

تم العثور على قصة سائدة أخرى في أسطورة الشفق القطبي تتضمن ألعابًا تُلعب بالكرات. تتضمن العديد من أساطير الإنويت و # 8217 أن الموتى يلعبون الكرة برأس الفظ. كان لدى Wabanaki of Maine قصة أشخاص يلعبون الكرة ولديهم أضواء ملونة غريبة على رؤوسهم وأحزمة قوس قزح أدت إلى الشفق القطبي.

كان ربط الحيوانات المختلفة بالأضواء شائعًا في جميع أنحاء العالم. رأى بعض الإسكندنافيين من العصور الوسطى الأضواء الوامضة واعتقدوا أنها ناجمة عن مجموعات ضخمة من سمك الرنجة في البحر ، انعكس ضوء أجسادهم المتلألئة في السماء. تزعم إحدى الأساطير الفنلندية أن الثعالب المصنوعة من النار أطلقت شراراتها في الهواء بذيولها. يعد اكتشاف الأضواء الشمالية في الصين أقل شيوعًا ، ولكن لا تزال هناك أسطورة مفادها أن هذه العروض كانت نتيجة تنانين تنفث النار.

ظهر Dragon Aurora المذهل فوق أيسلندا في فبراير 2019. صورة محمية بحقوق الطبع والنشر عبر Jingyi Zhang & # 038 Wang Zheng.

غالبًا ما تم إلقاء اللوم على إنتاج هذه الأضواء على مجموعات غامضة من الأشخاص الذين عاشوا وراء الأفق. روى Mandan of North Dakota قصصًا عن أشخاص في دول الشمال يستخدمون أواني الحساء العملاقة لإغراق أعدائهم القتلى ، والتي ألقيت انعكاساتها على السماء. في ولاية واشنطن ، رأى سكان مكة حرائق أيضًا في أقصى الشمال ، وتحدثوا فقط عن قبيلة من الأقزام تغلي الشحم. يعتقد هنود مينوميني في مينيسوتا وويسكونسن أن الشفق كان عبارة عن مشاعل لعمالقة شماليين ودودين يستخدمون في صيد الأسماك بالرمح ليلاً. فسر الماوري النيوزيلندي لمحاتهم عن الشفق القطبي على أنها انعكاس للضوء من المشاعل أو نيران المعسكرات من الأجيال السابقة الذين سافروا جنوبًا واستقروا هناك.

في بعض الأحيان ، ظهرت الأضواء الشمالية في جزء من توقعات الطقس ، كما هو الحال في Penobscot في ولاية ماين معتقدًا أن الشفق القطبي ينذر بطقس عاصف. في اسكتلندا ، يطلق على الشفق "راقصات مرح". يعتقد البعض أن الحركات السريعة للراقصين تعني طقسًا غير مستقر ، في حين أن الحركات البطيئة والرائعة تنبئ بطقس مناسب.

بينما لم نعد نلوم الشفق القطبي على حدوث تحول في الطقس ، إلا أنه جزء من طقس الفضاء. يمكن للشمس أن تطلق العنان لعاصفة مغنطيسية أرضية في أي وقت ، مما يؤدي إلى جولة أخرى من العروض الشفقية الرائعة. شاهد الحدث التالي وقرر بنفسك ما تعنيه الأضواء لك.

خلاصة القول: منذ آلاف السنين ، شاهد الناس الأضواء الجنوبية والشمالية وخلقوا أساطيرهم الخاصة وفولكلورهم لشرح الأضواء الراقصة التي رأوها في السماء.


إليكم سبب اختلاف الشفق القطبي على الأرض في الشمال والجنوب

ترسم الشفق القطبي السماء حول القطبين عندما تكون الشمس نشطة بشكل خاص ، فتقذف جزيئات عالية الشحنة في الغلاف الجوي للأرض. اعتقد العلماء ذات مرة أن الأحداث الرائعة كانت صورًا معكوسة ، ولكن لدهشتهم ، لا تتطابق العروض في الشمال (الشفق القطبي) والجنوب (الشفق القطبي) تمامًا.

منذ أن أدرك العلماء أن هذين العرضين السماويين لا يصطفان ، كانوا يحاولون معرفة السبب. الآن ، يعتقد فريق من الباحثين أنه وجد السبب - عدم التناسق في الذيل المغناطيسي للأرض. لكن الغريب أن عدم التناسق ناتج عن المعكوس الدقيق لما توقعه العلماء.

"السبب المثير في هذا الأمر هو أننا اعتقدنا سابقًا أن عدم التناسق في النظام يدخل الغلاف المغناطيسي من خلال آلية تسمى إعادة ربط الذيل" ، كما قال أندرس أوما ، مرشح الدكتوراه في جامعة بيرغن بالنرويج والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، قال في بيان نشرته المجلة. "ما تظهره هذه الورقة هو أنه من الممكن أن يكون العكس في الواقع." [صور الشفق القطبي الشمالي: الشفق القطبي المذهل على الأرض]

كل ذلك يعود إلى الذيل المغناطيسي للأرض ، والذي تم إنشاؤه من خلال التفاعلات بين كوكبنا والشمس. تبدأ هذه التفاعلات بالمجال المغناطيسي للأرض ، الذي يعتقد العلماء أنه ينبع من الأجزاء الداخلية التي تدور عبر لب الأرض وتنتج شحنة كهربائية. الحقول المغناطيسية - من الثلاجات إلى الكواكب - تخلق خطوط مجال مغناطيسي غير مرئية بين القطبين الشمالي والجنوبي والتي يمكن أن تتحكم في سلوك المواد من حولها.

لكن المجال المغناطيسي للأرض ليس هو المجال الوحيد - فالشمس أيضًا لها مجال ، مما يؤثر على التدفق المستمر لجزيئات البلازما عالية الشحنة التي تتدفق في كل اتجاه. يتداخل المجال المغناطيسي المضمن في هذا التيار ، المسمى بالرياح الشمسية ، مع ما تنتجه الأرض ، مما يسحقها على الجانب المضاء بالنهار من الأرض في مواجهة الشمس ويمددها على الجانب الليلي بعيدًا عن الشمس في شكل يشبه الذيل.

تمر خطوط المجال المغناطيسي عبر المجال الملتوي ، وهي غير ثابتة في مكانها - فهي تنكسر وتصلح في أحداث درامية تسمى إعادة التوصيل. هذه الظاهرة في الذيل هي ما اعتقد العلماء أنها تسبب الشفق القطبي الشمالي والجنوبي الذي لا مثيل له. (إنه الذيل الذي يهم الشفق لأن هذا هو جانب المجال المغناطيسي في الظلام ، والشفق يكون مرئيًا فقط في الليل.)

بدلاً من ذلك ، أدرك الفريق الذي يقف وراء البحث الحالي أن المجال المغناطيسي للرياح الشمسية لا يصطف دائمًا بدقة مع مجال الأرض. عندما يكون منحرفًا ، فإنه يُدخل عدم تناسق بين القطبين الشمالي والجنوبي في المجال المغناطيسي للأرض - وهذا بدوره يسبب عدم التوافق بين الشفق القطبي الشمالي والجنوبي.

لذلك ، جمع الباحثون ملاحظات متزامنة بالأشعة تحت الحمراء البعيدة للأضواء الشمالية والجنوبية وتتبعوا مدى تطابق الشفقين. ثم أضافوا بيانات حول إعادة الاتصال في الذيل المغناطيسي للأرض. لكن عندما قارنوا مجموعتي القياسات ، رأوا تمامًا عكس ما توقعوا رؤيته - بدلاً من إعادة الاتصال الدراماتيكية هذه التي تزيد من عدم تناسق الشفق ، قاموا بدفع الشفق مرة أخرى إلى المطابقة.

إن فهم الشفق القطبي بحد ذاته ليس أمرًا حيويًا ، لأن الشفق القطبي هو مجرد أعراض لكيفية تأثير الشمس على الأرض من خلال مجموعة من الظواهر تسمى طقس الفضاء. لكن الطقس الفضائي يمكن أن يتداخل مع الملاحة والأقمار الصناعية للاتصالات بل ويخرج شبكات الطاقة من الخدمة. ولا يزال العلماء يحاولون معرفة كيفية عمل طقس الفضاء بدقة وكيف يمكنهم التنبؤ به بشكل أفضل. الشفق القطبي هو فقط أجمل ظاهرة لبدء التصدع.

تم وصف البحث في ورقة نشرت الشهر الماضي في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: فيزياء الفضاء.


الشفق الغازي العملاق

باستخدام قياسات من مركبة فضائية ، مثل كاسيني ، أو صور من التلسكوبات ، مثل تلسكوب هابل الفضائي ، تمكن علماء الفضاء من التحقق من أن بعض أقرب جيراننا لديهم الشفق القطبي الخاص بهم. يقوم العلماء بذلك من خلال دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي المتلقاة من الكواكب ، وتعتبر بعض الانبعاثات ذات الطول الموجي مؤشرات جيدة لوجود الشفق القطبي.

كل من الكواكب الغازية العملاقة (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) له مجال مغناطيسي قوي ، وجو كثيف ، ونتيجة لذلك ، الشفق القطبي الخاص به. تختلف الطبيعة الدقيقة لهذه الشفق القطبي اختلافًا طفيفًا عن طبيعة الأرض ، نظرًا لاختلاف الغلاف الجوي والأغلفة المغناطيسية. الألوان ، على سبيل المثال ، تعتمد على الغازات في الغلاف الجوي للكوكب. لكن الفكرة الأساسية وراء الشفق هي نفسها.

/> الشفق الأزرق على كوكب المشتري. ناسا / جي كلارك

على سبيل المثال ، تؤثر العديد من أقمار المشتري ، بما في ذلك Io و Ganymede و Europa ، على الشفق القطبي الأزرق الناتج عن الرياح الشمسية. آيو ، وهو أكبر بقليل من قمرنا ، هو بركاني ويطلق كميات هائلة من الجسيمات المشحونة في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري ، مما ينتج تيارات كهربائية كبيرة وشفق قطبي فوق بنفسجي ساطع.

على زحل ، توجد أقوى الشفق القطبي في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من طيف الألوان ، وبالتالي لن تكون مرئية للعين البشرية. ولكن تم أيضًا رصد الشفق القطبي الوردي والأرجواني الأضعف (والأندر).

يلتقط تلسكوب هابل الفضائي شفق زحل. ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / هابل

يحتوي عطارد أيضًا على غلاف مغناطيسي ولذا قد نتوقع وجود شفق قطبي هناك أيضًا. لسوء الحظ ، عطارد صغير جدًا وقريب جدًا من الشمس بحيث لا يحتفظ بالغلاف الجوي ، مما يعني أن الكوكب لا يحتوي على أي جزيئات لتثيرها الرياح الشمسية وهذا يعني عدم وجود الشفق القطبي.


من الذي سيشاهد عرض السماء؟

تعتمد قوة العرض على اتجاه المجال المغناطيسي لـ CME عند وصوله ، وهذا أمر يصعب التنبؤ به.

وفقًا للتقارير الحالية على موقع Spaceweather.com ، يتوقع العلماء احتمال حدوث شفق قطبي شديد بنسبة 55٪ على الأقل في سماء خطوط العرض الأعلى ، وحوالي 35٪ في خطوط العرض الوسطى.

لذا ، إذا كانت السماء صافية وكنت تعيش شمال خط عرض 40 درجة - أي في أي مكان شمال الخط الممتد من فيلادلفيا إلى دنفر ، تقريبًا - فإن الأمر يستحق نظرة خاطفة خارج الليالي القليلة القادمة.

من المرجح أن يرى مراقبو السماء حول الدائرة القطبية الشمالية شيئًا ما ، وقد يكون لدى أولئك الموجودين في مواقع خطوط العرض المتوسطة - مثل تورنتو ونيويورك وسياتل ولندن - فرصة جيدة أيضًا.

في حين أن أفضل مكان لالتقاط الشفق القطبي هو المواقع المظلمة بعيدًا عن أضواء المدينة ، يمكن أن تصبح العروض المكثفة في حالات نادرة ساطعة بدرجة كافية بحيث يمكن رؤيتها بسهولة من ساحات الضواحي الخلفية أو حتى من نافذة غرفة نوم مظلمة. فقط تذكر ، كما هو الحال مع أي تحديق في النجوم ، أن تطفئ كل أنوارك وتعطي عينيك 20 دقيقة على الأقل للتكيف مع الظلام.


مفاجئة! قد يكون للزهرة الشفق القطبي بدون مجال مغناطيسي

تم اكتشاف الظاهرة المغناطيسية نفسها التي تسبب الشفق القطبي على الأرض بشكل مفاجئ الآن وهي تخلق فقاعات مغناطيسية عملاقة حول كوكب الزهرة ، وهو كوكب بدون مجال مغناطيسي.

يقول الباحثون إن هذه النتائج يمكن أن تساعد في تفسير ومضات الضوء الغامضة من كوكب الزهرة ، بالإضافة إلى طريقة عمل ذيول المذنبات.

تحدث الأضواء الشمالية والجنوبية على الأرض بسبب خطوط مغناطيسية للقوة تتكسر وتتواصل مع بعضها البعض. يمكن لهذه العملية ، المعروفة باسم إعادة الاتصال المغناطيسي ، أن تحول الطاقة المغناطيسية بشكل متفجر إلى حرارة وطاقة حركية.

لم ير العلماء إعادة اتصال مغناطيسي بالكواكب إلا عندما يكون لديهم مجالات مغناطيسية جوهرية ، مثل الأرض وعطارد والمشتري وزحل. تعمل هذه الحقول المغناطيسية على تحويل الجسيمات المشحونة في الرياح الشمسية المتدفقة من الشمس إلى غلاف يحيط بالكوكب يُعرف باسم الغلاف المغناطيسي. يمكن أن تحدث إعادة الاتصال المغناطيسي داخل الغلاف المغناطيسي ، مما يؤدي إلى الشفق القطبي والعواصف المغناطيسية. [صور: الشفق القطبي الشمالي لشهر فبراير 2012]

الآن ، باستخدام بيانات من المركبة الفضائية Venus Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، اكتشف العلماء إعادة الاتصال المغناطيسي في الذيل المغناطيسي للزهرة. كانت النتيجة أساسًا فقاعة مغناطيسية من البلازما بعرض 2100 ميل (3400 كيلومتر) استمرت لمدة 94 ثانية.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة تيلونج تشانغ عالم الكواكب في معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم النمساوية والباحث الرئيسي: "إن ديناميكيات البلازما لكل من الزهرة والأرض متشابهة بشكل مدهش ، على الرغم من بيئتهما المغناطيسية المختلفة للغاية ، مع وبدون المجالات المغناطيسية الداخلية". لمقياس المغناطيسية Venus Express.

يمكن أن تساعد هذه النتائج في تفسير أضواء الليل الغامضة التي شوهدت على كوكب الزهرة.

قال تشانغ لموقع ProfoundSpace.org: "لعقود عديدة ، تمت ملاحظة ومضات الضوء الخافتة بوسائل مختلفة ، وتم تفسيرها على أنها شفق قطبي". "ومع ذلك ، فإن سبب الشفق القطبي للزهرة قد حير الناس لفترة طويلة ، لأن كوكب الزهرة ليس له مجال مغناطيسي جوهري."

الآن قد يكون هذا اللغز أقرب إلى الحل.

"هل يمكن للمرء أن يفسر وميض الزهرة الليلي الخافت على أنه شفق قطبي؟" قال تشانغ. "أعتقد أن اكتشافنا أن إعادة الاتصال المغناطيسي يحدث في الذيل المغناطيسي سيفضل تفسير الشفق."

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه النتائج أن تلقي الضوء على المذنبات ، التي ، مثل الزهرة ، ليست مغناطيسية. قال تشانغ إن الطريقة التي أدت بها إعادة الاتصال المغناطيسي إلى انفصال فقاعة مغناطيسية عن الذيل المغناطيسي لكوكب الزهرة يمكن أن تساعد في تفسير سبب انفصال ذيول المذنب عن رؤوس المذنبات.

قام العلماء بتفصيل النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت في 5 أبريل في مجلة Science.


كيف تبدو رؤية الشفق القطبي على الكواكب الأخرى؟

الائتمان: جامعة آلتو

مشاهدة الشفق عن قرب هي تجربة مدهشة حقًا. الجمال الطبيعي للأضواء الشمالية أو الجنوبية يجذب الخيال العام على عكس أي جانب آخر من جوانب الطقس الفضائي. لكن الشفق القطبي ليس فريدًا بالنسبة للأرض ويمكن رؤيته على العديد من الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي.

الشفق القطبي هو النتيجة النهائية الرائعة لسلسلة من الأحداث التي تبدأ عند الشمس. تبعث الشمس باستمرار تيارًا من الجسيمات المشحونة المعروفة باسم الرياح الشمسية إلى أعماق النظام الشمسي. عندما تصل هذه الجسيمات إلى كوكب ، مثل الأرض ، فإنها تتفاعل مع المجال المغناطيسي المحيط به (الغلاف المغناطيسي) ، وتضغط الحقل إلى شكل دمعة وتنقل الطاقة إليه.

بسبب الطريقة التي يمكن أن تتغير بها خطوط المجال المغناطيسي ، يمكن بعد ذلك تسريع الجسيمات المشحونة داخل الغلاف المغناطيسي إلى الغلاف الجوي العلوي. هنا تتصادم مع جزيئات مثل النيتروجين والأكسجين ، مما يعطي طاقة على شكل ضوء. ينتج عن ذلك شريط من الألوان يمكن رؤيته عبر السماء بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي المغناطيسي للكوكب - هذا هو الشفق القطبي.

باستخدام قياسات من مركبة فضائية ، مثل كاسيني ، أو صور من التلسكوبات ، مثل تلسكوب هابل الفضائي ، تمكن علماء الفضاء من التحقق من أن بعض أقرب جيراننا لديهم الشفق القطبي الخاص بهم. يقوم العلماء بذلك من خلال دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي المتلقاة من الكواكب ، وتعتبر بعض الانبعاثات ذات الطول الموجي مؤشرات جيدة لوجود الشفق القطبي.

كل من الكواكب الغازية العملاقة (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون) له مجال مغناطيسي قوي ، وجو كثيف ، ونتيجة لذلك ، الشفق القطبي الخاص به. تختلف الطبيعة الدقيقة لهذه الشفق القطبي اختلافًا طفيفًا عن طبيعة الأرض ، نظرًا لاختلاف الغلاف الجوي والأغلفة المغناطيسية. الألوان ، على سبيل المثال ، تعتمد على الغازات في الغلاف الجوي للكوكب. لكن الفكرة الأساسية وراء الشفق هي نفسها.

على سبيل المثال ، تؤثر العديد من أقمار المشتري ، بما في ذلك Io و Ganymede و Europa ، على الشفق الأزرق الناتج عن الرياح الشمسية. آيو ، وهو أكبر بقليل من قمرنا ، هو بركاني ويطلق كميات هائلة من الجسيمات المشحونة في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري ، مما ينتج تيارات كهربائية كبيرة وشفق قطبي فوق بنفسجي ساطع.

يلتقط تلسكوب هابل الفضائي شفق زحل. الائتمان: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / هابل

على زحل ، توجد أقوى الشفق القطبي في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من طيف الألوان ، وبالتالي لن تكون مرئية للعين البشرية. ولكن تم أيضًا رصد الشفق القطبي الوردي والأرجواني الأضعف (والأندر).

يحتوي عطارد أيضًا على غلاف مغناطيسي ولذا قد نتوقع وجود شفق قطبي هناك أيضًا. لسوء الحظ ، عطارد صغير جدًا وقريب جدًا من الشمس بحيث لا يحتفظ بالغلاف الجوي ، مما يعني أن الكوكب لا يحتوي على أي جزيئات لتثيرها الرياح الشمسية وهذا يعني عدم وجود الشفق القطبي.

الشفق غير المتوقع

تختلف القصة عن كوكب الزهرة والمريخ. بينما لا يحتوي أي من هذين الكواكب على مجال مغناطيسي واسع النطاق ، إلا أن كلا الكواكب لهما جو. نظرًا لتفاعل الرياح الشمسية مع طبقة الأيونوسفير الزهرية (طبقة الغلاف الجوي التي تحتوي على أكثر الجسيمات المشحونة) ، فإنها في الواقع تخلق أو تحفز مجالًا مغناطيسيًا. باستخدام بيانات من المركبة الفضائية Venus Express ، وجد العلماء أن هذا المجال المغناطيسي يمتد بعيدًا عن الشمس ليشكل "ذيل مغناطيسي" يعيد توجيه الجسيمات المتسارعة إلى الغلاف الجوي ويشكل الشفق القطبي.

الغلاف الجوي للمريخ رقيق جدًا بحيث لا يمكن حدوث عملية مماثلة هناك ، ولكن لا يزال هناك شفق قطبي ناتج عن الحقول المغناطيسية الموضعية المدمجة في قشرة الكوكب. هذه هي بقايا مجال مغناطيسي عالمي أكبر بكثير اختفى مع برودة نواة الكوكب. يؤدي التفاعل بين الرياح الشمسية والغلاف الجوي للمريخ إلى توليد الشفق القطبي "المنفصل" الذي يقتصر على مناطق الحقل القشري.

أظهر اكتشاف حديث من قبل بعثة مافن أن المريخ لديه أيضًا شفق قطبي أكبر بكثير منتشر عبر نصف الكرة الشمالي ، وربما الكوكب بأكمله أيضًا. هذا الشفق القطبي "المنتشر" ناتج عن جسيمات طاقة شمسية تمطر في الغلاف الجوي للمريخ ، وليس جزيئات من الرياح الشمسية تتفاعل مع مجال مغناطيسي.

الشفق الأزرق على كوكب المشتري. الائتمان: ناسا / جي كلارك

إذا وقف رائد فضاء على سطح المريخ ، فربما لا يزال يرى شفقًا قطبيًا ، لكن من المحتمل أن يكون باهتًا وأزرقًا إلى حد ما ، وعلى عكس الأرض ، لن يكون بالضرورة بالقرب من قطبي الكوكب.

معظم الكواكب خارج نظامنا الشمسي قاتمة جدًا مقارنة بنجمها الأم بالنسبة لنا لمعرفة ما إذا كان لديها شفق قطبي. لكن العلماء اكتشفوا مؤخرًا قزمًا بنيًا (جسم أكبر من كوكب ولكنه ليس كبيرًا بما يكفي ليحترق مثل النجم) على بعد 18 سنة ضوئية من الأرض يُعتقد أنه يحتوي على شفق قطبي أحمر ساطع. يثير هذا احتمال اكتشاف كواكب خارجية أخرى ذات أغلفة جوية ومجالات مغناطيسية لها شفق خاص بها.

هذه الاكتشافات مثيرة وجميلة ، لكنها أيضًا مفيدة علميًا. يمنح التحقيق في الشفق القطبي العلماء أدلة محيرة حول البيئة المغناطيسية والجسيمية للكوكب ويمكن أن يعزز فهمنا لكيفية تفاعل الجسيمات المشحونة والمجالات المغناطيسية. هذا يمكن أن يكشف عن إجابات لمشاكل فيزيائية أخرى ، مثل الاندماج النووي.

قزم بني مع شفق أحمر. الائتمان: تشاك كارتر وجريج هالينان / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

تم نشر هذه القصة بإذن من The Conversation (تحت المشاع الإبداعي - إسناد / بدون مشتقات).


يُبلغ الفيزيائيون عن أدلة على كيفية تكوّن الشفق القطبي

يقول العلماء إن أضواء الشفق القطبي سحرت الناس لآلاف السنين ، لكن لم يتم إثبات كيفية إنشائها حتى الآن.

في دراسة جديدة ، أبلغ علماء الفيزياء عن أدلة على أن أكثر الشفق القطبي تألقًا ينتج عن موجات كهرومغناطيسية قوية أثناء العواصف المغنطيسية الأرضية.

هذه الظاهرة ، المعروفة باسم موجات ألفين ، تسرع الإلكترونات نحو الأرض ، مما يتسبب في إنتاج الجسيمات للضوء الذي يملأ السماء في مناطق خطوط العرض العليا.

يقول فريق بحثي ، بقيادة جامعة أيوا ، إن النتائج خلصت إلى مسعى استمر لعقود من الزمن لإثبات الآليات الفيزيائية لتسريع الإلكترونات بشكل تجريبي بهذه الطريقة.

قال جريج هاوز ، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء وعلم الفلك في ولاية أيوا والمؤلف المشارك للدراسة: "كشفت القياسات أن هذه المجموعة الصغيرة من الإلكترونات تخضع لـ" تسارع طنين "بواسطة المجال الكهربائي لموجة ألفين ، على غرار راكب الأمواج الذي يصطاد موجة و يتم تسريعها باستمرار بينما يتحرك راكب الأمواج جنبًا إلى جنب مع الموجة ".

تتيح لنا هذه التجارب إجراء القياسات الرئيسية التي تُظهر أن قياسات الفضاء ونظرياته تشرح بالفعل الطريقة الرئيسية التي يتكون بها الشفق القطبي

لبعض الوقت ، عرف العلماء أن الجسيمات النشطة التي تنبعث من الشمس - مثل الإلكترونات التي تتسابق بسرعة 45 مليون ميل في الساعة - تترسب على طول خطوط المجال المغناطيسي للأرض في الغلاف الجوي العلوي.

هنا يتصادمون مع جزيئات الأكسجين والنيتروجين ، مما يدفعهم إلى حالة الإثارة.

تسترخي هذه الجزيئات المُثيرة عن طريق إصدار الضوء ، منتجة الأشكال الملونة للشفق القطبي.

تم دعم هذه النظرية من خلال بعثات المركبات الفضائية التي وجدت في كثير من الأحيان موجات ألفين تنتقل نحو الأرض فوق الشفق القطبي.

وجد الفيزيائيون أدلة مؤكدة في سلسلة من التجارب التي أجريت في جهاز البلازما الكبير (LPD) في مرفق علوم البلازما الأساسي بجامعة كاليفورنيا ، وهو منشأة بحثية تعاونية وطنية مدعومة بشكل مشترك من قبل وزارة الطاقة الأمريكية والمؤسسة الوطنية للعلوم.

قال كريج كليتزينج ، الأستاذ في قسم الفيزياء وعلم الفلك في آيوا والمؤلف المشارك للدراسة: "تعود فكرة أن هذه الموجات يمكن أن تنشط الإلكترونات التي تخلق الشفق القطبي منذ أكثر من أربعة عقود ، ولكن هذه هي المرة الأولى التي نقوم فيها لقد تمكنا من التأكيد بشكل قاطع على أنه يعمل.

"تتيح لنا هذه التجارب إجراء القياسات الرئيسية التي تُظهر أن قياسات الفضاء ونظرياته تشرح بالفعل الطريقة الرئيسية التي يتم بها تكوين الشفق القطبي."

إن ظاهرة تصفح الإلكترونات في المجال الكهربائي للموجة هي عملية نظرية تعرف باسم التخميد لانداو ، اقترحها الفيزيائي الروسي ليف لانداو لأول مرة في عام 1946.

أظهر الباحثون أن نتائج تجربتهم تتفق مع التوقيع المتوقع لتخميد لانداو باستخدام المحاكاة العددية والنمذجة الرياضية.

- تم نشر النتائج في مجلة Nature Communications.


الشفق القطبي

دخول موسوعي. الشفق القطبي هو عرض ضوء طبيعي يتلألأ في السماء. يمكن رؤية الشفق القطبي في الليل فقط ، وعادة ما يظهر فقط في المناطق القطبية السفلية.

علوم الأرض ، علم الفلك ، الجغرافيا ، الجغرافيا الفيزيائية ، الفيزياء

الشفق القطبي هو عرض ضوء طبيعي يتلألأ في السماء. تتحول الأضواء الملونة باللون الأزرق والأحمر والأصفر والأخضر والبرتقالي بلطف وتغير شكلها مثل الستائر التي تهب بهدوء. يمكن رؤية الشفق القطبي في الليل فقط ، وعادة ما يظهر فقط في المناطق القطبية السفلية.

يمكن رؤية الشفق القطبي كل ليلة تقريبًا بالقرب من دوائر القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، والتي تقع على بعد حوالي 66.5 درجة شمال وجنوب خط الاستواء. في الشمال ، يُطلق على الشاشة اسم الشفق القطبي ، أو الأضواء الشمالية. ويسمى في الجنوب الشفق القطبي أو الأضواء الجنوبية.

الشفق القطبي والرياح الشمسية

يبدأ النشاط الذي يخلق الشفق القطبي من الشمس. الشمس عبارة عن كرة من الغازات فائقة السخونة تتكون من جزيئات مشحونة كهربائيًا تسمى الأيونات. تسمى الأيونات ، التي تتدفق باستمرار من سطح الشمس و rsquos ، بالرياح الشمسية.

مع اقتراب الرياح الشمسية من الأرض ، فإنها تلتقي بالمجال المغناطيسي للأرض و rsquos. بدون هذا المجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب ، فإن الرياح الشمسية سوف تهب الأرض و rsquos الغلاف الجوي الهش ، مما يمنع كل الحياة. Most of the solar wind is blocked by the magnetosphere, and the ions, forced around the planet, continue to travel farther into the solar system.

Although most of the solar wind is blocked by the magnetosphere, some of the ions become briefly trapped in ring-shaped holding areas around the planet. These areas, in a region of the atmosphere called the ionosphere, are centered around the Earth&rsquos geomagnetic poles. The geomagnetic poles mark the tilted axis of the Earth&rsquos magnetic field. They lie about 1,300 kilometers (800 miles) from the geographic poles, but are slowly moving.

In the ionosphere, the ions of the solar wind collide with atoms of oxygen and nitrogen from the Earth&rsquos atmosphere. The energy released during these collisions causes a colorful glowing halo around the poles&mdashan aurora. Most auroras happen about 97-1,000 kilometers (60-620 miles) above the Earth&rsquos surface.

The most active auroras happen when the solar wind is the strongest. The solar wind is usually fairly constant, but solar weather&mdashthe heating and cooling of different parts of the sun&mdashcan change daily.

Solar weather is often measured in sunspots. Sunspots are the coldest part of the sun and appear as dark blobs on its white-hot surface. Solar flares and coronal mass ejections are associated with sunspots. Solar flares and coronal mass ejections are sudden, extra bursts of energy in the solar wind. Sunspot activity is tracked over an 11-year cycle. Bright, consistent auroras are most visible during the height of sunspot activity.

Some increased activity in the solar wind happens during every equinox. These regular fluctuations are known as magnetic storms. Magnetic storms can lead to auroras being seen in the midlatitudes during the time around the spring and autumnal equinoxes. Auroras have been visible as far south as the Yucatan Peninsula in Mexico.

Magnetic storms and active auroras can sometimes interfere with communications. They can disrupt radio and radar signals. Intense magnetic storms can even disable communication satellites.

Coloring an Aurora

The colors of the aurora vary, depending on altitude and the kind of atoms involved. If ions strike oxygen atoms high in the atmosphere, the interaction produces a red glow. This is an unusual aurora&mdashthe most familiar display, a green-yellow hue, occurs as ions strike oxygen at lower altitudes. Reddish and bluish light that often appears in the lower fringes of auroras is produced by ions striking atoms of nitrogen. Ions striking hydrogen and helium atoms can produce blue and purple auroras, although our eyes can rarely detect this part of the electromagnetic spectrum.

To find out more about the mysterious light displays, scientists have launched satellites specially designed to study auroras. Until 2005, NASA&rsquos IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) satellite used ultraviolet and radio waves to study auroras and how they are formed.

Photograph by Dave Brosha, MyShot

Fox Fire
In Finland, the aurora borealis is called ريفونتوليت, which literally translates to fox fires. According to one Finnish folk tale, the lights are caused by a magical fox sweeping his tail across the snow and sending sparks up into the sky.

Dawn Wind
ال الشفق القطبي, or northern lights, was studied by ancient Roman and Greek astronomers. The phenomenon was named for the Roman goddess of the dawn, Aurora, and the Greek god of the north wind, Boreas.


شاهد الفيديو: الأضواء الشمالية في كندا الارورا في يوكون - ماذا تعرف عن الشفق القطبي (أغسطس 2022).