یک شفق قطبی نادر برای اولین‌بار در زمین دیده شد/ عکس

در شب کریسمس سال ۲۰۲۲، شفق قطبی عظیمی آسمان را برای هزاران کیلومتر در اطراف قطب شمال روشن کرد. این نمایش نوری نمایی منحصر به فرد از «شفق بارانی قطبی» گریزان را به دانشمندان نشان داد، پدیده‌ای درخشان و نادر که وقتی الکترون‌های پرانرژی خورشید به نواحی قطبی زمین می‌رسند شکل می‌گیرد.

به نقل از نیچر، شفق‌های قطبی زمانی تشکیل می‌شوند که ذرات باردار خورشید به سمت زمین سرازیر می‌شوند و با میدان مغناطیسی آن برخورد کرده و برهمکنش می‌کنند. انرژی آنها معمولا به درخشش‌های نورانی سبز رنگی با ستون‌های قرمز مرتفع و مناظر دیگری مانند آنچه که تماشاگران آسمان در سراسر جهان می‌بینند، تبدیل می‌شود.

شفق‌های قطبی بارانی نوع خاصی هستند که وقتی الکترون‌هایی که مستقیما از تاج خورشید یا بیرونی‌ترین اتمسفر آن به سمت زمین حرکت می‌کنند، تشکیل می‌شوند. این شفق‌ها نادر هستند زیرا به ندرت تعداد کافی از این الکترون‌ها به جو برخورد می‌کنند تا درخشندگی ایجاد کنند. و انواع دیگر ذرات باردار اغلب با این الکترون‌ها تداخل می‌کنند و از تشکیل شفق‌های قطبی بارانی جلوگیری می‌کنند.

اما به مدت ۲۸ ساعت در ماه دسامبر سال ۲۰۲۲، سیل ذرات خورشیدی معروف به باد خورشیدی به اندازه قطره‌ای کاهش یافت. الکترون‌های باران قطبی بدون هیچ مانعی به زمین ‌باریدند و درخششی مایل به سبز ایجاد ‌کردند که بیش از ۳۰۰۰ کیلومتر از قطب شمال را در بر ‌گرفت.

شفق‌های قطبی معمولا به شکل ستون‌ها یا پرده‌های نورانی هستند، در حالی که شفق‌های قطبی بارانی به صورت درخشش‌های پراکنده در آسمان دیده می‌شوند.

کیسوکه هوسوکاوا(Keisuke Hosokawa)، فیزیکدان فضایی در دانشگاه ارتباطات الکترونی توکیو که رهبری گروهی را که به تازگی این کشف را در Science Advances گزارش کرده‌اند، برعهده دارد می‌گوید: هر کسی که آن شب را در ارتفاعات قطب شمال گذرانده باشد، می‌توانست آن را تشخیص دهد. برخلاف پرده‌ها و ستون‌های نوری متمایز شفق‌های قطبی استاندارد، این درخشش شفق در سراسر آسمان پخش شد.

دانشمندان گهگاه شفق‌های بارانی قطبی را در مشاهدات ماهواره‌هایی که از بالا به قطب‌ها نگاه می‌کنند، مشاهده کرده‌اند. از سال ۲۰۱۱، هوسوکاوا دوربین رباتیکی را به سمت آسمان جزایر نروژی سوالبارد در اقیانوس منجمد شمالی نشانه رفته است تا بتواند اولین شفق قطبی بارانی را از روی زمین ببیند. او تا ژانویه سال ۲۰۲۳ موفق به انجام این کار نشده بود اما زمانی که اطلاعات مربوط به سه هفته قبل را بررسی کرد موفق به دیدن آن شد. او می‌گوید که شفق آن دوره «بسیار متفاوت» از دیگر انواع شفق‌های قطبی ظاهر شده است.

سپس هوسوکاوا تصاویر مناطق قطبی گرفته شده توسط ماهواره‌های هواشناسی ارتش ایالات متحده را همزمان با مشاهدات سوالبارد بررسی کرد. او درخشش شفق را دید که تقریباً کل کلاهک قطب شمال را پر کرده بود.

ماهواره‌ها در چند دهه گذشته شفق‌های قطبی بارانی در مقیاس کوچک را مشاهده کرده‌اند، اما جدیدترین مشاهده شفق‌های قطبی بزرگ در ماه مه سال ۱۹۹۹ بود که باد خورشیدی نیز به طور موقت کاهش یافت. یونگلیانگ ژانگ(Yongliang Zhang)، فیزیکدان فضایی در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در لورل، مریلند، می‌گوید مطالعه شفق‌های قطبی بارانی می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا چگونگی تعامل باد خورشیدی با میدان مغناطیسی زمین را بهتر درک کنند.