شفق هایی از دل «گرد بادهای » فضایی

گیج کننده ترین موضوع در نجوم چیست ؟ بسیاری از شما پاسخ خواهید داد جو پیچیده ی خورشید، یا مغناط کره ی زمین؛ یا هر چیز دیگری شامل پدیده ی هیدرودینامیک مغناطیسی: حرکات ذرات باردار(در پلاسما، یا گاز یونیزه -سیال هادی الکتریسته ) در میان میدان های مغناطیسی.

فضانوردان شاتل فضایی گاهی اوقات لایه ای از شفق های قطبی را بر فراز لبه ی زمین می بینند. الکترون ها و یون ها از مغناط کره ی متورم زمین در امتداد خطوط میدان مغناطیسی پاین می آنید. وقتی با جو بالایی برخورد می کنند موجب درخشش اتم هایی خاص به رنگ هایی خاص می شوند. درخشندگی، ارتفاع، و رنگ این نورها بستگی به قدرت و سرعت این ذرات دارد.

چرا این موضوع اینقدر پیچیده است؟ زیرا گازهای یونیزه و میدان های مغناطیسی مدام و مدام به طریقی « غیر خطی» برهم اثر متقابل می گذارند و نیروی متقابل وارد می کنند. هر سیستمی مانند این ،همه نوع پیچیدگی دوراز انتظار و پدیده ی جدیدی خواهد داشت. و در موضوع هیدرودینامیک مغناطیسی این پیچیدگی ها و پدیده ها به طرقی رخ می دهند که خارج از حیطه ی تجربیات وادراک عادی و زمینی بشر است.
پس اگر نمی توانید دقیقا دریابید که شفق های قطبی از کجا سرچشمه می گیرند، خطای شما نیست . درباره ی حرکت الکترون ها درامتداد خطوط میدان مغناطیسی به سوی پایین و برخورد آنها با لایه های بالایی جو مطالبی خوانده اید.خوب این فقط اصول اولیه ی موضوع است که برای آگاهی عموم مردم گفته می شود. حتی کارشناسانی که کارشان در ارتباط با مغناط کره است هنوز نتوانسته اند آن را به خوبی درک کنند.
چندی پیش قطعه ای جدید از این معما را دانشمندان طرح آرایه ی ماهواره های تمیس (THEMIS) ناسا اعلام کردند. پنج کاوشگر تمیس برای کاوش پدیده های مغناط کره طراحی شده اند. این گروه نوعی ساختار جدید، گرداب های مغناطیسی پیچیده، یافتند که برخی الکترون ها را در راهشان به سوی ما هدایت می کنند. یکی از افراد این گروه عبارت «گرد باد فضایی » را برای توضیح پدیده ی گرداب های مغناطیسی نزد عامه ی مردم ابداع کرد .
گردبادهای روی زمین در برابر «گرد بادهای فضایی» بسیار کوچک اند. بر اساس رصدهای جدید این پنج کاوشگر ناسا، این گردبادهای فضایی حجمی به بزرگی زمین را در فضا در بر می گیرند و جریان برقی معادل 100 هزار آمپر ایجاد می کنند. این آرایه ی کاوشگرها در مدارشان به دور زمین از میان این قیف های الکتریکی می گذرند و گستردگی و قدرت آنها را اندازه می گیرند. اندازه گیری های زمینی نشان می دهد که گرد بادهای فضایی جریان های الکتریکی را به سوی یون کره هدایت می کنند تا شفق های قطبی درخشان و رنگینی را بر فراز زمین ایجاد کنند. گرد بادهای فضایی پلاسمای چرخانی از گاز داغ و یونیزه اند که با سرعتی بیش از 1/5 میلیون کیلومتر در ساعت - که بسیار از سرعت 300 کیلومتر در ساعت گردبادهای زمینی سریع تر است - به دور خود می چرخند.

آرایه ی پنج کاوشگر ناسا در فوریه 2007/ بهمن 1358 پرتاب شدند تا مسئله ی منشا طوفان های مغناطیسی به وجود آورنده ی نورهای شمالی و جنوبی را حل کنند. هردو گرد بادهای زمینی و فضایی دارای ساختارهای قیف مانند هستند. هرچند، در گردبادهای فضایی درون این قیف ها جریان های عظیمی از الکتریسیته تولید می شود. کاوشگرهای تمیس گردبادهای فضایی را از فاصله ی 65 هزار کیلومتری زمین رصد کردند.

منبع:نجوم،شماره 185
/خ