العلماء يقتربون من حل لغز ظاهرة شبيهة بالشفق القطبي

عرف هواة الفضاء منذ 2015 ظاهرة غريبة شبيهة بالشفق القطبي تطلق أشرطة متوهجة من اللون الأرجواني تتدفق عبر السماء، مصحوبة أحيانا بشريط من التوهج الأخضر المخطط.
وأبلغ العلماء المواطنون وهواة الفلك عن 30 حالة لظهور أشرطة أرجوانية في السماء، مع خطوط خضراء أسفلها، من عام 2015 إلى عام 2016، وفي عام 2018، تمكن العلماء من تحديد ماهية هذه الظاهرة، والتي تسمى الآن بظاهرة "ستيف".
وما تزال ظاهرة "ستيف" (STEVE)، وهي اختصار للعبارة الإنجليزية Strong Thermal Emission Velocity Enhancement، أي "تعزيز سرعة الانبعاثات الحرارية القوية"، مصدر حيرة للعلماء، منذ اكتشافها لأول مرة عام 2015.
وما يعرف عن الظاهرة حتى الآن هو أنها ليست شفقا طبيعيا، ويعتقد البعض أنها ربما ليست شفقا قطبيا على الإطلاق، والاكتشاف الجديد حول تكوين الخطوط داخل الهيكل يجعل العلماء أقرب بخطوة إلى حل اللغز.
وتوضح إليزابيث ماكدونالد، عالمة الفضاء في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند: "غالبا في الفيزياء، نبني فهمنا ثم نختبر الحالات القصوى أو نختبر الحالات في بيئة مختلفة".
وأضافت: "ستيف مختلفة عن الشفق القطبي المعتاد، لكنها مصنوعة من الضوء ويقودها النظام الشفقي. وفي العثور على هذه الخطوط الصغيرة جدا، قد نتعلم شيئا جديدا بشكل أساسي في كيفية إنتاج الضوء الشفقي الأخضر".
وتابعت: "هذه الخطوط الصغيرة جدا هي ميزات صغيرة للغاية تشبه النقاط داخل الحاجز الأخضر لستيف". وفي الدراسة الجديدة ل AGU Advances، يشارك العلماء أحدث نتائجهم حول هذه النقاط. ويقترحون أن الخطوط يمكن أن تكون نقاطا متحركة للضوء، وممدودة في الصور بسبب ضبابية الكاميرات.
ومع ذلك، ما يزال هناك الكثير من الأسئلة التي يجب الإجابة عنها، وتحديد ما إذا كان الضوء الأخضر هو نقطة أو خط في الواقع، هو دليل إضافي لمساعدة العلماء على معرفة أسباب الضوء الأخضر.
وقال جوشوا سيمتر، الأستاذ في جامعة بوسطن والمؤلف الأول في الصحيفة: "لست متأكدا تماما من أي شيء يتعلق بهذه الظاهرة حتى الآن. لدينا تسلسلات أخرى حيث يبدو أن هناك بنية على شكل أنبوب تستمر من صورة إلى صورة ولا يبدو أنها تتوافق مع مصدر نقطة متحركة، لذلك نحن لسنا متأكدين من ذلك بعد".
ويميل العلماء إلى تصنيف الميزات البصرية في السماء إلى فئتين: الوهج الجوي والشفق القطبي. وعندما يحدث وهج الهواء في الليل، تتحد الذرات الموجودة في الغلاف الجوي وتطلق بعض طاقتها المخزنة في شكل ضوء، ما ينتج عنه مساحات لونية مشرقة. ومن خلال دراسة الأنماط في الوهج الجوي، يمكن للعلماء معرفة المزيد عن تلك المنطقة من الغلاف الجوي، الأيونوسفير.
ومن ناحية أخرى، لكي يتم تصنيفها على أنها شفق قطبي، يجب أن يكون إطلاق هذا الضوء ناتجا عن التدفق الإلكتروني.
ويمكن أن يحدث الوهج الجوي عبر الأرض، بينما يتشكل الشفق القطبي في حلقة واسعة حول الأقطاب المغناطيسية للأرض.
وأشار سميتر: "يبدو أن ستيف بشكل عام لا يتوافق بشكل جيد مع أي من هاتين الفئتين. الانبعاثات تأتي من آليات لم نفهمها بالكامل بعد".
ومن المحتمل أن تكون انبعاثات ستيف الأرجوانية ناتجة عن تحرك الأيونات بسرعة تفوق سرعة الصوت. ويبدو أن الانبعاثات الخضراء مرتبطة بالدوامات، مثل تلك التي نراها تتشكل في النهر، وتتحرك ببطء أكثر من المياه الأخرى المحيطة بها.
وتتحرك الأشكال الخضراء أيضا بشكل أبطأ من الهياكل الموجودة في الانبعاثات الأرجوانية، ويتكهن العلماء بأنها قد تكون ناجمة عن اضطراب في جسيمات الفضاء، وهي عبارة عن مزيج من الجسيمات المشحونة والمجال المغناطيسي، يسمى البلازما، عند هذه الارتفاعات.
ويقترح سميتير أنه عندما يتعلق الأمر بظهور "ستيف"، فإن التدفقات في هذه الحالات شديدة للغاية، بحيث يمكننا بالفعل رؤيتها في الغلاف الجوي.
وقالت ماكدونالد: "تحدد هذه الورقة نطاق الارتفاع وبعض التقنيات التي يمكننا استخدامها لتحديد هذه الميزات، ثم يمكن حلها بشكل أفضل في الملاحظات الأخرى".
ولتحديد نطاق الارتفاع وتحديد هذه الميزات، استخدم العلماء الصور ومقاطع الفيديو التي التقطها العلماء المواطنون.
المصدر: روسيا اليوم عن phys.org