كيفية العثور على STEVE ، الخط الأرجواني الذي يشبه الشفق القطبي ولكنه ليس كذلك

قال لاش ، المقيم في الجالية الكندية في بلوماس ، مانيتوبا: “كان هذا القوس الوردي ، وفي وقت ما امتد فوقي”. “لم أكن أعرف حقًا ما هو.”

كانت ترى شيئًا أندر من الشفق القطبي. كان ستيف.

ستيف ليس شفقًا قطبيًا ، لكن يمكنك التفكير فيه على أنه ابن عم خجول بعيد. يبدو أنه يمكن أن يكون جزءًا من العائلة ، لكن له أسلوبه المميز الخاص. تظهر هذه الظاهرة عمومًا على شكل قوس طويل نحيف باللونين البنفسجي والأبيض ، مصحوبًا أحيانًا بهيكل يشبه سياج اعتصام أخضر. إنه أخف وأضيق ، ويحدث عند خطوط عرض أقل من معظم الشفق القطبي. من الصعب أيضًا التنبؤ. (ثم ​​هناك الاسم الذي سنتناوله قريبًا.)

يمكن أن تكون رؤية ستيف مسألة صدفة في فيزياء الفضاء. نجح Lach في تصوير STEVE أكثر من 20 مرة منذ تلك المشاهدة الأولى في عام 2015 – من المحتمل أن تكون أكثر من أي شخص مسجل – وربما يكون قد شاهد شريط الضوء أكثر من ذلك. العديد من الباحثين البارزين في هذا المجال لم يروا حتى ظاهرة الضوء مرة واحدة.

كان العلماء المواطنون مثل Lach ، بالإضافة إلى بيانات الأقمار الصناعية وكاميرات السماء ، مصادر حيوية للباحثين الذين يبحثون في STEVE – عندما يتشكل وكيف يتعرفون عليه. مشروع علم المواطن واحد ، يسمى الشفق القطبي، يسمح للجمهور بالإبلاغ عن المشاهدات ويربط المصورين الهواة بالعلماء. منذ التعريف الرسمي لـ STEVE في عام 2018 ، تعلم الباحثون والمصورون والعلماء المواطنون ما الذي يجعل STEVE مميزًا. (ملاحظة: في وظيفة سابقة في وكالة ناسا ، عملت هذه المراسل بدوام جزئي في Aurorasaurus وكتبت بيانات إخبارية متعلقة بالاكتشاف ، على الرغم من أنها لم تعمل سابقًا مع أي باحث مذكور في هذه المقالة).

من المتوقع أن يرتفع النشاط الشمسي خلال السنوات القليلة المقبلة ، كما يقول الباحثون ، لذلك قد تكون هناك فرص جيدة للجمهور لاكتشاف STEVE. خلال عاصفة مغنطيسية أرضية شديدة الأسبوع الماضي ، صور عدد قليل من الأشخاص الظاهرة في الولايات المتحدة ، وقد يكون من الصعب اكتشاف مثل هذه العواصف المتجهة نحو الأرض بإشعار أكثر من يوم أو يومين ، ولكن يمكن لمطاردي الشفق القطبي و STEVE التحقق من مركز التنبؤ بطقس الفضاء للنشاط المغنطيسي الأرضي الواعد.

قال لاش ، الذي تقاعد مؤخرًا كمساعد إداري بالمدرسة ويدير الآن مزرعة: “لا يزال بإمكان الشخص الذي ليس لديه شهادة في ذلك المساهمة في الدراسة العلمية”.

قد يبدو تسمية خط من الضوء “ستيف” عشوائيًا بعض الشيء ، وهو كذلك.

بعد رؤيتها الأولية في عام 2015 ، نشرت لاش مع مطاردين آخرين للشفق حول القوس البنفسجي الغريب عبر الإنترنت ، بل وناقشوه شخصيًا. لقد اعتقدوا أنها قد تكون ظاهرة معروفة تسمى الشفق البروتوني ، وهو نوع من الشفق القطبي يكون واسعًا ومنتشرًا وغير مرئي بالعين المجردة ، ويتطلب أدوات مثل الكاميرا لرؤيته. لكن العلماء دحضوا هذا التحديد لأن هذه الظاهرة كانت بصرية مشرقة وضيقة ومنظمة.

في محاولة لتسميته شيئًا إلى جانب شريط أرجواني ، اقترح كريس راتزلاف ، مطارد الشفق والمصور حول كالجاري ، ألبرتا ، شيئًا مختلفًا بعض الشيء: “ستيف”. استخرج الاسم من فيلم الرسوم المتحركة للأطفال “علي الحافة، الذي شاهده مؤخرًا مع أطفاله. في أحد المشاهد ، تخاف شخصيات الحيوانات من شجيرة مشذبة غير مألوفة وتقرر تسميتها ستيف.

عندما بدأ العلماء في النظر إلى بيانات وصور الأقمار الصناعية بمزيد من التفصيل ، قرروا أن هذا الشريط الرفيع من الضوء كان في الواقع تيارًا سريعًا جدًا من الجسيمات في الغلاف الجوي العلوي الذي يتعرض لحرارة شديدة لدرجة أنها تتوهج. قام فريق من علماء فيزياء الفضاء وعلماء المواطنين بنشر دراسة أولية تحديد ستيف في عام 2018.

أعطى العلماء هذه الظاهرة اسمًا خلفيًا: تعزيز سرعة الانبعاث الحراري القوي.

ما هي بعض تأثيرات ستيف؟

حتى لو لم تكن قد رأيت ستيف المذهل ، فقد يتعرض أبناء الأرض لتأثيراته بطرق أخرى.

روى باحث STEVE توشي نيشيمورا حالة واحدة على الأقل كانت فيها إشارة راديو من شبكة رادار اختفى لمدة 30 دقيقة كما ظهر STEVE ، لكنه عاد مرة أخرى بمجرد مغادرة الضوء الشبحي للمنطقة ، مما يشير إلى أن هذه الظاهرة يمكن أن تعطل مثل هذه الإشارات. يمكن أن يحدث تعتيم مماثل مع طقس الفضاء المرتبط بالشفق القطبي ، لكنه قال إن STEVE يحدث في منطقة مختلفة. وقال إنه “سيكون له تأثير أكبر على المناطق المكتظة بالسكان عند خطوط العرض الأدنى من الشفق القطبي.”

STEVE مهم لأن المجال المغناطيسي للأرض “يفعل شيئًا مختلفًا عن المعتاد. “ما زلنا لا نفهم لماذا” ، قال نيشيمورا ، من نشرت مؤخرا دراسة حول أسرار ستيف. لم يرَ هذه الظاهرة شخصيًا بعد.

كيف تعرف ما إذا كان ما تراه هو ستيف؟

اكتسبت STEVE شعبية كبيرة في العقد الماضي ، لكن الملاحظات المحتملة تعود إلى القرن الثامن عشر. بالطبع ، لم يكن يُعرف باسم STEVE في ذلك الوقت. لم تكن الصور متاحة أيضًا في وقت مبكر ، لذلك تم وصف المشاهد في بعض الأحيان من خلال النص أو الرسومات التخطيطية.

في نشرت الدراسة في عام 1891وصف أحد المراقبين “نطاقًا مضيئًا يمتد شرقًا وغربًا” ، مثل الذيل المستقيم لمذنب كبير. في عام 1933 ، التقط رائد الشفق القطبي كارل ستورمر صورة مبكرة للحدث في صورة بالأبيض والأسود.

بعد أسابيع قليلة من تحديد STEVE رسميًا في عام 2018 ، بدأ المواطن والعالم مايكل هونكول البحث في الدراسات السابقة وجمع قائمة بهذه الملاحظات التاريخية والحديثة. أنشأ قاعدة بيانات لأكثر من 1000 ملاحظة ، والتي قال إنها على الأرجح أكبر قاعدة بيانات STEVE في العالم.

تمت ملاحظة STEVE في كل القارات ، بما في ذلك القارة القطبية الجنوبية. المناطق التي لديها أكبر عدد من الأيام مع التقارير هي كندا والولايات المتحدة ونيوزيلندا وأستراليا ، على الرغم من أن ذلك قد يكون جزئيًا نتيجة للوعي العالي بالظاهرة في تلك المواقع.

قال هونكول: “يمكن أن يختلف معدل حدوث ستيف ومعدل الملاحظة ، خاصة إذا عدت بضع سنوات للوراء ، لأن الناس لم يكونوا على علم بستيف”. وقال إن الطقس قد يؤثر أيضًا على معدلات الإبلاغ ، لأن الناس قد يكونون أقل عرضة للخروج في ظروف معينة.

ومع ذلك ، ظهرت عدة اتجاهات في البيانات: يظهر STEVE غالبًا في مارس وسبتمبر بالقرب من الاعتدالات (وهو أيضًا عندما يزداد نشاط الشفق القطبي عادةً). يستمر القوس المرئي حوالي 30 دقيقة ونادرًا جدًا بعد منتصف الليل.

قالت لاتش إنها عادة ما تبحث عن ستيف عندما يكون نشاط الشفق القطبي مرتفعًا من عاصفة شمسية. يُرى STEVE بالاقتران مع الشفق القطبي ، على الرغم من أنه عادة ما يتم فصله جسديًا. يظهر بعد حوالي 30 دقيقة من بدء سطوع الشفق القطبي. قالت لاش إنها وجدت ستيف من خلال النظر من الحافة الغربية للشفق القطبي. ومع ذلك ، يمكن حجب STEVE عن طريق الشفق الساطع ، خاصة إذا كان قريبًا منه.

يمكن أن يتخذ STEVE أيضًا أشكالًا مختلفة قليلاً. يمكن أن يظهر على شكل قوس قصير إلى الغرب من الشفق القطبي أو يمتد عبر السماء الكاملة من الشرق إلى الغرب. تظهر المظاهر الكبيرة أيضًا مزيدًا من العمق في اللون – أحمر غامق في الأعلى ، بنفسجي في الوسط وأبيض في الأسفل.

مع استمرار قوس STEVE ، قد يظهر سياج اعتصام أخضر. في بعض الأحيان يختفي القوس ويبقى سياج الاعتصام الأخضر.

كيف يختلف ستيف عن الشفق؟

يعد كل من STEVE والشفق القطبي ظاهرة ضوئية شبحية في الغلاف الجوي ، ولكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه التشابه.

تلخص باحثة ناسا بيا جاياردو لاكور ، التي كانت جزءًا من أبحاث STEVE منذ الورقة الافتتاحية في عام 2018 ، بعض الاختلافات في إنشائها: تتضمن Auroras آلية فيزيائية، مع الإلكترونات والأيونات التي تمطر في الغلاف الجوي العلوي وذرات مثيرة. قوس STEVE عبارة عن شريط ساخن من الغاز يتضمن تفاعلًا كيميائيًا ينتج عنه توهج.

يوضح Gallardo-Lacourt ، الذي لم يرَ أيضًا STEVE ، أن القوس مرتبط بتيار سريع جدًا من الجسيمات – أسرع بخمس مرات من المشاهدة في الشفق القطبي. واحد الآلية المقترحة هو أن تدفق البلازما القوي هذا يثير جزيئات النيتروجين في الغلاف الجوي التي تتفاعل بعد ذلك مع جزيئات الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين أكسيد النيتريك. يتم تنشيط هذا أكسيد النيتريك ، وهو نادر في غلافنا الجوي ، ويضيء ، ويصدر ضوءًا في النطاق الأرجواني من طيف الضوء المرئي.

مصادرهم تختلف أيضا. يبدأ تكوين الشفق القطبي عندما ترسل الشمس موجة من الطاقة إلى الأرض ، على سبيل المثال من خلال انفجار في الشمس يسمى طرد الكتلة الإكليلية ، ويحفز على نطاق واسع عاصفة مغنطيسية أرضية. ومع ذلك ، فقد حدث STEVE مع وبدون عواصف مغنطيسية أرضية.

قال نيشيمورا ، الباحث في جامعة بوسطن ، إن STEVE يبدو أنه يحدث دائمًا أثناء الاضطرابات المحلية والقصيرة في المجال المغناطيسي للأرض ، والتي تسمى العواصف الفرعية. يمكن أن تحدث العواصف الفرعية دون عاصفة مغنطيسية أرضية كبيرة وتحدث يوميًا. ومع ذلك ، على الرغم من انتشار العواصف الفرعية في كل مكان ، فإن الباحثين في حيرة من أمرهم بشأن سبب استمرار ندرة مشاهد STEVE نسبيًا مقارنة بالشفق القطبي.

مع كل صورة وتقرير ، يفهم الناس المزيد عن هذا الجزء غير المكتشف نسبيًا من غلافنا الجوي ، وعلاقته بالشمس. إذا رأيت STEVE ، فتواصل مع أي من الباحثين – أو شارك بمشاهدتك معنا على Twitter.