آزمایش ناسا فیزیک پنهان شفق‌های قطبی را آشکار کرد +فیلم

در یک پیشرفت قابل توجه، محققان بینش جدیدی در مورد شفق هایی که آسمان شب را روشن می کنند به دست آورده اند. محققان با استفاده از آزمایش KiNET-X ناسا، شرایط شفق قطبی را شبیه‌سازی کردند و با تزریق باریم به یونوسفر، ابرهای پلاسما و امواج آلفون ایجاد کردند.

به گزارش خبرنگار علمی بارنا، این امواج انرژی را به الکترون ها منتقل می کردند و شرایطی شبیه به جعبه های شفق زمین را شبیه سازی می کردند. اگرچه هیچ شفق قابل مشاهده ای تولید نشد، اما این آزمایش اطلاعات مهمی در مورد شتاب الکترون و دینامیک پلاسما ارائه کرد که بینشی را در مورد فرآیندهایی که این پدیده های شگفت انگیز را ایجاد می کنند ارائه می دهد.

کشف رازهای رقص شفق قطبی

به گزارش Science Daily، یافته های جدید آزمایشی در سال 2021 به رهبری دانشمند دانشگاه آلاسکا فیربنکس، بینش جدیدی از فرآیندهای ذرات پشت شفق های قطبی که به سرعت در آسمان حرکت می کنند، ارائه می دهد. آزمایش KiNET-X که در 16 می 2021 از مرکز پرتاب والوپس ناسا در ویرجینیا آغاز شد، در آخرین دقایق پنجره پرتاب 9 روزه خود بود.

پیتر دیلامر از دانشگاه آلاسکا فیربنکس که نتایج آزمایش را تجزیه و تحلیل کرد، یافته های خود را در مجله Physics of Plasmas منتشر کرد. دلامر توضیح داد: “این نورهای شگفت انگیز بسیار پیچیده هستند و چیزهای زیادی در آنها و در محیط فضایی زمین می گذرد که شبیه به آنچه در شفق های قطبی می بینیم.”

علم موشک در عمل: باریم و یونوسفر

یکی از بزرگترین موشک‌های آزمایشی ناسا به یونوسفر پرتاب شد و دو قطعه باریم ترمیت آزاد کرد. گلوله ها در ارتفاع 249 مایلی و 186 مایلی (پس از 90 ثانیه) در نزدیکی برمودا منفجر شدند. ابرهای این انفجارها توسط یک هواپیمای تحقیقاتی ناسا بر روی زمین رصد می شد.

به گفته ناسا، هدف از این آزمایش شبیه سازی در مقیاس کوچک شرایطی بود که در آن انرژی کم باد خورشیدی به انرژی بالا تبدیل می شود و شفق های درخشان و سریعی ایجاد می کند. دلامر و همکارانش از طریق KiNET-X به درک بهتر شتاب الکترون نزدیک‌تر شده‌اند.

تولید امواج آلفون: اختلالات پلاسما

هدف از این آزمایش ایجاد امواج آلفون بود، نوعی موج که در پلاسمای مغناطیسی مانند جو بیرونی خورشید، مگنتوسفر زمین و سایر بخش‌های منظومه شمسی وجود دارد. پلاسما، ماده ای که عمدتاً از ذرات باردار تشکیل شده است، می تواند در آزمایشگاه ها و آزمایش های مشابه KiNET-X نیز ایجاد شود.

امواج آلفون زمانی ایجاد می شوند که اختلالات پلاسما بر میدان مغناطیسی تأثیر بگذارد. این اختلالات می توانند به طرق مختلف از جمله هجوم ناگهانی ذرات از خورشید یا برهم کنش دو پلاسما با چگالی متفاوت ایجاد شوند.

با تزریق باریم به جو فوقانی، KiNET-X اختلالاتی در پلاسما ایجاد کرد که منجر به تولید موج آلفون شد. نور خورشید باریم را به پلاسمای یونیزه تبدیل کرد و ابرهای پلاسما با یکدیگر تعامل کردند و موج آلفون را ایجاد کردند.

اشعه شفق قطبی و “نقطه داده طلایی”

این گذار به صورت پرتو کوچکی از الکترون های باریم شتاب دار ظاهر شد که در امتداد خطوط میدان مغناطیسی به سمت زمین حرکت می کردند. این پرتو فقط در داده های خط میدان مغناطیسی آزمایش قابل مشاهده بود. دیلامیر این داده ها را «نقطه داده طلایی» آزمایش می نامد.

تجزیه و تحلیل این پرتو، که تنها به صورت تغییر پیکسل‌های سبز، آبی و زرد در تصاویر داده‌های Delamar قابل مشاهده است، می‌تواند به دانشمندان در درک فرآیندهایی که ذرات را برای ایجاد شفق‌های رقصنده حرکت می‌دهند، کمک کند.

پازل شفق قطبی: قرار دادن داده ها در کنار هم

دلامر می‌گوید: «سوال این است که چگونه از همه داده‌ها و شبیه‌سازی‌های عددی برای جمع‌آوری تصویر بزرگ استفاده کنیم.

نتایج تا کنون نشان می دهد که این پروژه موفقیت آمیز بوده و حتی پتانسیل یادگیری بیشتر از آزمایشات قبلی وجود دارد.

این آزمایش در 19 نوامبر 2024 در مجله Physics of Plasmas منتشر شد.

انتهای پیام/