مطالب علمی

در 5 آوریل 2010، خورشید یک جریان با سرعت دو میلیون مایل در ساعت از ذرات باردار را به سمت میدان مغناطیسی نامرئی دور زمین که مغناطیس سپهر نام دارد پرتاب کرد. با تعامل بین ذرات و میدان مغناطیسی، جریان موجود در نزدیکی زمین باعث به وجود آمدن شرایط طوفانی شده است. برخی دانشمندان بر این باورند که این طوفان خورشیدی بود که در فرمان های ارتباطی ماهواره کهکشان 15 خلال ایجاد کرد و باعث شد که این ماهواره به لغزش افتاده و از مدار خارج شده و تقریبا یک سال طول بکشد که به ایستگاه خود بازگردد.

     برای داشتن فهم بهتری از چگونگی محافظت کردن ماهواره ها از انفجارات مهیب انرژی از سمت خورشد، دانشمندان تمام زنجیره های اتفاقات جوی را از اولین انفجارات بر روی خورشید تا اینکه میدان مغناطیسی زمین در پاسخ چگونه جمع شده و تغییر شکل می دهد را مطالعه می کنند. در طول طوفان 5 آوریل، دو ماموریت رصدی فیزیک خورشیدی ناسا IBEX و دو موشک به نام دو سیستم عکس برداری زاویه باز طیف نگار هسته اتم یا TWINS- برای رصدی واضح و با جزئیات به خوبی مستقر شده اند.

عکس: عکس فضاپیما TWINS

 دو فضاپیما TWINS و  IBEX به دور زمین در دو مدار کاملا متفاوت می گرند. TWINS در یک مدار به شدت بیضی شکل به دور زمین و مغناطیس سپهر می گردد. IBEX نیز به دور زمین می گردد ولی مدارش بیشتر خارج از مغناطیس سپهر است که به آن اجازه می دهد لبه های منظومه شمسی را رصد کند. این دو به همراه یکدیگر می توانند از داخل و خارج مغناطیس سپهر که سمتی که سمت خورشید است را نیز شامل می شود و نیز از سمت دیگر که مغناطیس دم نام دارد- یک جریان الکتریکی که گه گاهی به دور زمین مانند یک هولاهووب ظاهر می شود و حلقه جریان نام دارد دیدن کنند.

     دیوید مک کوماز، یک دانش مند فضا در مرکز تحقیقاتی جنوب غرب در سن آنتونیو، تگزاس که وی اولین مولف این مقاله و موئسس اصلی IBEX و TWINS بوده گفت:این عکس برداری یک تصویر خوب از تکامل مغناطیس سپهر، به خصوص از پروسه ورود انرژی خورشید به مغناطیس سپهر به ما می دهد.

     IBEX و TWINS هر دو دستگاه های برای اندازه گیری آنچه که به آن اتمی های پر انرژی خنثی و یا ENA در اختیار دارند. این ذرات سریع در برخورد ذرات بی اثر و باردار به وجود می آیند. قطعا، ۀنها در یک خط مستفیم سیر کرده و توسط میدان مغناطیسی که می تواند ذرات باردار را متوقف سازد را جذب کند. به همین صورت آنها می توانند عکسی برای رمز گشایی و نقشه برداری از ساختار سیستم در دور دست را درست مثل هر آنچه در مغناطیس سپهر و حلقه جریان رخ می دهد تهیه کنند.

      عکس های ENA گرفته شده توسط IBEX از فاصله 180000 مایلی در بالای مغناطیس سپهر گرفته شده است. آنها فشرده شدن میدان مغناطیسی را تحت تاثیر ذرات باردار طوفان خورشیدی را نشان می دهند. چند دقیقه بعد، فضاپیمای TWINS تغییراتی را که در داخل میدان مغناطیسی روی می دهد را از فاصله نزدیک تر 28000 مایلی مشاهده می کند: حلقه جریان شروع به گیر انداختن ذرات باردار کرد. در حدود 15 دقیقه بعد از این اثرات، ذرات گیر افتاده خطوط میدان مغناطیسی را به داخل اتمسفر زمین می آورد، پروسه ای که به رسوب شهرت دارد. مدت زمانی در بین گیر اندازی و رها سازی ذرات باردار در نقاط جوی به دلیل یک سری پروسه های به نسبت آرام که منطقه را از اثرات طوفان که رسوب و فشرده شدن است پر می کند هدر می رود.

     بوزولووکووا می گوید: طوفان خورشیدی مستقیما فعالیت جریان مغناطیسی را ایجاد می کند ولی دیگر تاثیرات از جمله ذراتی که به سمت جو رسوب می کنند توسط چیزی به اسم شبه طوفان ایجاد می شوند. پروسه ای که انرژی را از مغناطیس دم آزاد می کند. این دو فعالیت، دلایل فیزیکی و جلوه های متفاوتی دارند. این تحلیل دری را بر فهم چگونگی اینکه تفاوت های این تاثیرات با هم مرتبط اند می گشاید.   

     مک کوماس می گوید: "فهم این مطلب که رویداد های خورشیدی اتفاق می افتد و ماهواره ها را تحت تاثیر قرار می دهد مانند این است که بفهمیم که پروسه ای که باعث رویداد های شدید آب و هوایی در زمین می شود و کار و سرمایه را نابود می سازد. مهندسین از داده های آب و هوایی برای دانستن این که کجا و چگونه آنها نیاز دارند که بتوانند ساختمان ها را در برابر انواع خطرات آب و هوایی محکم سازی کنند. هر چه بیشتر در مورد پروسه هایی که در فضا رخ می دهد بدانیم مهندسین می توانند ماهواره ها را بهتر طراحی کنند تا در برابر خطر های فضایی محافظت کنند که در دنیای تکنولوژیکی ما بسیار مهم است.