نورهای رنگارنگ در آسمان

شفق‌های قطبی نورهای زیبایی هستند که معمولاً در شب و در عرض‌های جغرافیایی نزدیک به قطب به چشم می‌خورند. زمانی که ذرّات باد خورشیدی به دام میدان مغناطیسی زمین می افتند با ملکول ها و اتمهای بالایی جوّ زمین واکنش می دهند و موجب می شوند این ملکول ها، نور تابش کنند و شفق قطبی را به وجود آورند.

زمین‌شناسان بر این عقیده‌اند که زمین دارای میدان مغناطیسی است؛ چون هسته سیاره مادر از مرکز یونی آهنی تشکیل شده که اطراف آن را فلزی مایع احاطه کرده است در نتیجه نورهای قطبی در اثر الکترون‌هایی که در طول خطوط نیروی میدان مغناطیسی زمین حلقه می‌زنند، به وجود می‌آیند. این حلقه‌های الکترونی وارد جو زمین می‌شوند و باعث می‌گردند که گازهای رقیقی که در ارتفاعات بالای جو قرار دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.

این الکترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشید می‌رسند و تعداد آنها بستگی به فعالیت خود خورشید دارد. وقتی که سطح خورشید خیلی فعال باشد، ما نورهای قطبی بیشتری را مشاهده می‌کنیم تا زمانی که خورشید آرام‌تر است. شفق‌های قطبی یکی از زیباترین پدیده‌های جو زمین است. شفق قطبی یا نورهای قطبی، معمولا در عرض های جغرافیایی بالا دیده می‌شوند. نورهای قطبی درست همانند تابش‌های رنگی در آسمان هستند.

این پدیده قرن‌هاست که علاقمندان به آسمان را مسحور کرده تا این که سرانجام محققان نشان ‌دادند برخورد بادهای خورشیدی با لایه حفاظتی کمربند تشعشعی زمین، چطور این پدیده را ایجاد می‌کند.

ارتباط میان افزایش فعالیت‌های خورشیدی با ظهور شفق قطبی در گذشته اثبات شده بود. مطالعات تازه نیز نشان می‌دهند زمانی که بادهای خورشیدی -جریانی از ذرات باردار آزاد شده از خورشید- به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کنند، به واسطه وجود لایه های متعددی از کمربند مغناطیسی حفاظتی زمین تونلی از این ذرات شکل می‌گیرد که رو به جو زمین حرکت خواهد کرد. این ذرات که در تله مغناطیسی زمین گرفتار شده اند در نهایت در برخورد با امواج chorus که امواج الکترومغناطیس خلق شده توسط الکترون ها در کمربند تشعشعی زمین هستند، نور ایجاد خواهند کرد.

دانشمندان با استفاده از 20 تصویرگر زمینی که به سرتاسر آسمان احاطه داشتند و در نقاط گوناگونی از کانادای شمالی و آلاسکا پراکنده شده بودند توانستند این تلاقی‌ها را کشف کنند. بخشی از این تجهیزات متعلق به آژانس فضایی کانادا و بخش دیگری نیز مربوط به آرایه ماهواره‌ای تمیس ساخته ناسا بودند. این آرایه شامل 5 ماهواره مستقر در مدار زمین است که در ارتفاع پایین به دور آن حرکت می‌کنند.

اما شما فکر می کنید چرا شفق‌های قطبی در عرض‌های بالا، یعنی در نواحی نزدیک به قطب‌ها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌کنند.

ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی آن نفوذ می‌کنند. در آنجا نیروی میدان مغناطیسی زمین بر آنها اثر می‌کند و آنها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد. یک دانشمند نروژی به نام استرمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترون‌ها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

البته بعید نیست در آینده دور شاهد پدیده شفق قطبی در عرض های پایین تر نیز باشیم چراکه آرنولد شالت، زمین‌شناس انستیتو فیزیک زمین در فرانسه تحقیقات دامنه‌داری را در خصوص حرکت قطب های مغناطیسی زمین انجام داده است. تازه‌ترین تحقیقات وی نشان می‌دهد یکی از دو قطب مغناطیسی زمین با سرعت 64 کیلومتر در سال به سوی روسیه در حال نزدیک شدن است. نتیجه تحقیقات وی در نشریه معتبر نشنال جغرافی منتشر شده است، اما نکته جالب این داستان از همین جا پررنگ‌تر می‌شود. دقیقا 7سال پیش و در همین نشریه گزارشی منتشر شد که نتیجه تحقیقات دامنه‌دار گروهی از زمین‌شناسان درباره سرعت حرکت میدان مغناطیسی شمال زمین به سوی روسیه بود. در آن گزارش آمده بود، قطب مغناطیسی زمین با سرعت 40 کیلومتر در سال به سوی روسیه نزدیک می‌شود. این‌که تنها در مدت کمتر از چند سال با انجام دور تازه‌ای از تحقیقات مشخص شود که سرعت حرکت قطب  مغناطیسی زمین بیش از 20 کیلومتر در سال افزایش یافته، موجی از حیرت و هیجان را در میان زمین‌شناسان ایجاد کرده است.

اگر این یافته ها با واقعیت مطابقت داشته باشد در آینده دور باید شاهد رخ دادن این پدیده طبیعی در عرض های پایین تر باشیم.

فرآوری: م.ح.اربابی فر

بخش دانش و زندگی تبیان

علیرضا سرمدی_ شفق قطبی

خبرآنلاین

جام جم