حقوق الصورة: ناسا
يشير بحث جديد إلى أن الإلكترونات قد تتصفح الموجات المغناطيسية التي تدفعها الرياح الشمسية ، وتتسارع إلى درجة أنها يمكن أن تسبب بعض الأضرار الخطيرة للمركبات الفضائية التي تدور حول الأرض. هذه العملية هي نتيجة للتفاعل بين المجال المغناطيسي للأرض وتقلبات كثافة الرياح الشمسية. مع تغير كثافة الرياح الشمسية ، تتسبب الموجات في المجال المغناطيسي في العودة إلى الأرض. يمكن أن تلتقط الإلكترونات في هذه التموجات وتعود إلى الأرض بسرعة كبيرة بحيث يمكن أن تتلف الإلكترونيات الدقيقة في الفضاء.
قال فريق من علماء الفضاء إن إلكترونات "القاتل" القادرة على إحداث دمار في المركبات الفضائية المدارية قد "تتصفح" الموجات المغناطيسية التي تدفعها الرياح الشمسية.
قام فريق من جامعة بوسطن والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بدمج مشاهدات من المركبة الفضائية ناسا و NOAA لتحديد ظاهرة تفسر كيف تصنع الرياح الشمسية موجات في المجال المغناطيسي للأرض (الغلاف المغناطيسي). قد تعمل الإلكترونات العادية التي تدور حول الأرض في أحزمة إشعاع فان ألين على تحريك الأمواج ، وتتسارع إلى ما يقرب من سرعة الضوء ، مع طاقات أكبر من 300-500 مرة من الإلكترونات في شاشة التلفزيون.
الرياح الشمسية عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة كهربائيًا التي تنبعث باستمرار من الشمس. الغلاف المغناطيسي عبارة عن تجويف يتكون عندما تواجه الرياح الشمسية المجال المغناطيسي للأرض. عندما تكون كثافة الرياح الشمسية عالية وتقف ضد الغلاف المغناطيسي ، يتم ضغط الغلاف المغناطيسي. عندما تكون كثافة الرياح منخفضة ، يتوسع الغلاف المغناطيسي. اكتشف الباحثون أن الرياح الشمسية تحتوي على تراكيب دورية عالية الكثافة ومنخفضة ، تقود حركة "تنفس" دورية للغلاف المغناطيسي والجيل العالمي للموجات المغناطيسية.
من المعروف أنه إذا تطابق تردد هذه الموجات مع تردد الإلكترونات في حركتها في حزام فان ألين ، فيمكن تسريع الإلكترونات ، مما يعزز طاقاتها بشكل كبير. هذه العملية شبيهة بلوحة التزلج التي تلتقط الموجة. بعض الإلكترونات "تركب الموجة" وتكتسب الكثير من الطاقة بحيث يمكنها بعد ذلك إتلاف المركبات الفضائية باهظة الثمن.
"إذا تمكنا من تأكيد ذلك كآلية مهمة لصنع الموجات التي تسرع الإلكترونات" القاتلة ، فإن العلماء الذين يستخدمون بيانات من الأقمار الصناعية مثل Wind قد يطورون تحذيرًا مسبقًا لمشغلي المركبات الفضائية من أن مركباتهم الفضائية قد تكون في خطر التعرض للإشعاع المفرط والمضر ، قالت الدكتورة باربارا جايلز ، عالمة مشروع المركبة الفضائية القطبية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا ، جرينبيلت ، ماريلاند.
عندما تصبح الإلكترونات نشطة ، يمكنها اختراق الجزء الداخلي من المركبة الفضائية. بمجرد دخولهم إلى الأجزاء الإلكترونية ، يقومون ببناء كهرباء ساكنة يمكن أن تقطع دائرة حرجة أو تضع المركبة الفضائية في وضع تشغيل سيئ.
قال الدكتور لاري كيبكو ، الباحث المشارك في جامعة بوسطن والمؤلف الرئيسي لورقتين حول هذا البحث ، أحدهما نشر في: "ما هو جديد ومثير في هذا البحث هو أن الناس كانوا دائمًا يبحثون عن آليات داخلية للغلاف المغناطيسي لتوليد هذه الموجات". مجلة البحوث الجيوفيزيائية في يونيو 2003 والأخرى في رسائل البحوث الجيوفيزيائية في عام 2002. "ولكن هنا وجدنا آلية خارجية - الرياح الشمسية نفسها".
قدمت الأقمار الصناعية القطبية والريحية التابعة لوكالة ناسا ، إلى جانب الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية الثابتة (NOES) التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) الملاحظات الرئيسية التي قادت الفريق إلى هذا الاستنتاج. وأكد بولار أن الأمواج ليست محلية ، لكنها عالمية. كان القمر الصناعي الريح المصدر الرئيسي لتحديد هياكل الكثافة في الرياح الشمسية التي تدفع الغلاف المغناطيسي. قدمت GOES بيانات حول الغلاف المغناطيسي للأرض حيث زادت وتناقص حجمها.
قال الدكتور هارلان سبينس ، أستاذ الفلك المساعد في جامعة بوسطن والمؤلف المشارك في البحثين عن هذا البحث: "لقد علمنا بالفعل أن الرياح الشمسية لديها هياكل كثافة وأن الموجات المغناطيسية يمكنها تسريع الإلكترونات". "ما لم نكن نعرفه هو أن هياكل الرياح الشمسية يمكن أن تكون دورية وتدفع الموجات المغناطيسية. قد توفر هذه الملاحظات الجديدة رابطًا مفقودًا بين الاثنين ".
لا يزال المصدر النهائي لهياكل الرياح الشمسية المكتشفة حديثًا غامضًا ، لكن الفريق يتكهن بأن الشمس قد تلعب دورًا مباشرًا. يقول دكتور كيبكو: "إن اختلافات كثافة الرياح الشمسية يتم التحكم فيها جزئيًا من خلال نمط إعادة التوصيل المغناطيسي ، والالتواء والقطع لخطوط المجال المغناطيسي ، على سطح الشمس". "إعادة التوصيل التي تحدث بطريقة منتظمة ودورية قد تنتج هياكل كثافة دورية ملحوظة في الرياح الشمسية. هناك بعض الدلائل على أن ذلك قد يحدث ، ولكن يلزم إجراء مزيد من البحث لإنشاء رابط نهائي ".
تم اكتشاف أحزمة Van Allen الإشعاعية في عام 1958 من قبل الدكتور جيمس فان ألين وفريقه في جامعة أيوا مع المستكشفين 1 و 3 ، أول الأقمار الصناعية التي أطلقتها الولايات المتحدة بنجاح. إنها أحزمة من الجسيمات المشحونة كهربائيًا محاصرة بالمجال المغناطيسي للأرض. بما أن الجسيمات مشحونة كهربائيًا (في الغالب البروتونات والإلكترونات) ، فإنها تشعر بقوى مغناطيسية وتقتصر على الالتفاف حول خطوط غير مرئية من القوة المغناطيسية التي تشكل المجال المغناطيسي للأرض. في الواقع ، يوجد حزامان على شكل دونات في نظام فان ألين ، أحدهما داخل الآخر مع الأرض في "فتحة" الحزام الداخلي. يقع الحزام الداخلي ، المكون من بروتونات عالية السرعة ، على ارتفاعات تتراوح بين 430 و 7500 ميل (حوالي 700 إلى 12000 كم) فوق الأرض. يتكون الحزام الخارجي من إلكترونات عالية السرعة ويظهر على ارتفاعات تتراوح بين 15،500 و 25،000 ميل (حوالي 25،000 إلى 40،000 كم) فوق الأرض. يحاول مشغلو المركبات الفضائية تجنب المدارات في هذه المناطق ، ولكن في بعض الأحيان تكون هذه الارتفاعات أفضل لمهمة معينة ، أو يجب أن تمر المركبة الفضائية عبر الأحزمة أثناء جزء من مدارها أو للهروب من الأرض تمامًا.
أقمار ناسا الفضائية القطبية والرياح ، والمعروفة معًا باسم "برنامج علوم الفضاء الجغرافي العالمي" ، مكرسة لمساعدة العلماء على فهم كيفية تدفق الجسيمات والطاقة من الشمس عبر البيئة الفضائية للأرض والتفاعل معها.
نوا مكرسة لجمع البيانات حول المحيطات والغلاف الجوي والفضاء والشمس. نظام القمر الصناعي GOES هو العنصر الأساسي لرصد الطقس والتنبؤ به في الولايات المتحدة. الدكتور هوارد سينجر من NOAA هو مؤلف مشارك ثالث في ورقة 2002 حول هذا البحث.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
