نورهاي رنگارنگ در آسمان

[تووت فرنگی]

شفق‌هاي قطبي نورهاي زيبايي هستند که معمولاً در شب و در عرض‌هاي جغرافيايي نزديک به قطب به چشم مي‌خورند. زماني که ذرّات باد خورشيدي به دام ميدان مغناطيسي زمين مي افتند با ملکول ها و اتمهاي بالايي جوّ زمين واکنش مي دهند و موجب مي شوند اين ملکول ها، نور تابش کنند و شفق قطبي را به وجود آورند.



زمين‌شناسان بر اين عقيده‌اند که زمين داراي ميدان مغناطيسي است؛ چون هسته سياره مادر از مرکز يوني آهني تشکيل شده که اطراف آن را فلزي مايع احاطه کرده است در نتيجه نورهاي قطبي در اثر الکترون‌هايي که در طول خطوط نيروي ميدان مغناطيسي زمين حلقه مي‌زنند، به وجود مي‌آيند. اين حلقه‌هاي الکتروني وارد جو زمين مي‌شوند و باعث مي‌گردند که گازهاي رقيقي که در ارتفاعات بالاي جو قرار دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.
اين الکترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشيد مي‌رسند و تعداد آنها بستگي به فعاليت خود خورشيد دارد. وقتي که سطح خورشيد خيلي فعال باشد، ما نورهاي قطبي بيشتري را مشاهده مي‌کنيم تا زماني که خورشيد آرام‌تر است. شفق‌هاي قطبي يکي از زيباترين پديده‌هاي جو زمين است. شفق قطبي يا نورهاي قطبي، معمولا در عرض هاي جغرافيايي بالا ديده مي‌شوند. نورهاي قطبي درست همانند تابش‌هاي رنگي در آسمان هستند.






اين پديده قرن‌هاست که علاقمندان به آسمان را مسحور کرده تا اين که سرانجام محققان نشان ‌دادند برخورد بادهاي خورشيدي با لايه حفاظتي کمربند تشعشعي زمين، چطور اين پديده را ايجاد مي‌کند.
ارتباط ميان افزايش فعاليت‌هاي خورشيدي با ظهور شفق قطبي در گذشته اثبات شده بود. مطالعات تازه نيز نشان مي‌دهند زماني که بادهاي خورشيدي -جرياني از ذرات باردار آزاد شده از خورشيد- به ميدان مغناطيسي زمين برخورد مي‌کنند، به واسطه وجود لايه هاي متعددي از کمربند مغناطيسي حفاظتي زمين تونلي از اين ذرات شکل مي‌گيرد که رو به جو زمين حرکت خواهد کرد. اين ذرات که در تله مغناطيسي زمين گرفتار شده اند در نهايت در برخورد با امواج chorus که امواج الکترومغناطيس خلق شده توسط الکترون ها در کمربند تشعشعي زمين هستند، نور ايجاد خواهند کرد.
دانشمندان با استفاده از 20 تصويرگر زميني که به سرتاسر آسمان احاطه داشتند و در نقاط گوناگوني از کاناداي شمالي و آلاسکا پراکنده شده بودند توانستند اين تلاقي‌ها را کشف کنند. بخشي از اين تجهيزات متعلق به آژانس فضايي کانادا و بخش ديگري نيز مربوط به آرايه ماهواره‌اي تميس ساخته ناسا بودند. اين آرايه شامل 5 ماهواره مستقر در مدار زمين است که در ارتفاع پايين به دور آن حرکت مي‌کنند.
اما شما فکر مي کنيد چرا شفق‌هاي قطبي در عرض‌هاي بالا، يعني در نواحي نزديک به قطب‌ها مشاهده مي‌شوند؟ در صورتي که مي‌دانيم پرتوهاي خورشيد تمام سطح زمين را روشن مي‌کنند.

ذرات باردار گسيل شده از خورشيد به جو زمين مي‌رسند و به درون ميدان مغناطيسي آن نفوذ مي‌کنند. در آنجا نيروي ميدان مغناطيسي زمين بر آنها اثر مي‌کند و آنها را از مسير اوليه خود منحرف مي‌سازد. يک دانشمند نروژي به نام استرمر محاسبات رياضي پيچيده‌اي انجام داد و مسير اين الکترون‌ها را در ميدان مغناطيسي زمين حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط ميدان مغناطيسي زمين، به يقين فقط به نواحي قطبي کره زمين وارد مي‌شوند.
البته بعيد نيست در آينده دور شاهد پديده شفق قطبي در عرض هاي پايين تر نيز باشيم چراکه آرنولد شالت، زمين‌شناس انستيتو فيزيک زمين در فرانسه تحقيقات دامنه‌داري را در خصوص حرکت قطب هاي مغناطيسي زمين انجام داده است. تازه‌ترين تحقيقات وي نشان مي‌دهد يکي از دو قطب مغناطيسي زمين با سرعت 64 کيلومتر در سال به سوي روسيه در حال نزديک شدن است. نتيجه تحقيقات وي در نشريه معتبر نشنال جغرافي منتشر شده است، اما نکته جالب اين داستان از همين جا پررنگ‌تر مي‌شود. دقيقا 7سال پيش و در همين نشريه گزارشي منتشر شد که نتيجه تحقيقات دامنه‌دار گروهي از زمين‌شناسان درباره سرعت حرکت ميدان مغناطيسي شمال زمين به سوي روسيه بود. در آن گزارش آمده بود، قطب مغناطيسي زمين با سرعت 40 کيلومتر در سال به سوي روسيه نزديک مي‌شود. اين‌که تنها در مدت کمتر از چند سال با انجام دور تازه‌اي از تحقيقات مشخص شود که سرعت حرکت قطب مغناطيسي زمين بيش از 20 کيلومتر در سال افزايش يافته، موجي از حيرت و هيجان را در ميان زمين‌شناسان ايجاد کرده است.






اگر اين يافته ها با واقعيت مطابقت داشته باشد در آينده دور بايد شاهد رخ دادن اين پديده طبيعي در عرض هاي پايين تر باشيم.