کشف دانشمندان درباره سوت کهکشانی

به نقل از وبسایت رسمی دانشگاه آلاسکا فربنکس، این کشف جدید نشان می‌دهد که سهم کل انرژی حاصل از رعد و برق در جهان به مگنتوسفر محافظ زمین دو برابر تخمین‌های پیشین است. به این ترتیب، تخمین‌ها درباره تأثیر انرژی رعد و برق بر کمربندهای تشعشعی زمین که بر آب‌وهوای فضا و مکان‌های مقصد ماهواره‌ها و فضانوردان تأثیر می‌گذارد، به بازبینی اساسی نیاز دارد.

«ویکاس سونوالکار»(Vikas Sonwalkar) استاد بازنشسته و «آمانی ردی»(Amani Reddy) دانشیار دانشگاه آلاسکا فربنکس، نوع جدیدی از موج را کشف کردند. این موج، انرژی رعد و برق را که در عرض‌های جغرافیایی پایین به یونوسفر وارد می‌شود، به مگنتوسفر می‌برد. انرژی توسط مرز زیرین یونوسفر به سمت بالا منعکس می‌شود.

پژوهشگران در مقاله خود نوشتند: پیشتر اعتقاد بر این بود که انرژی صاعقه وارد شده در عرض‌های جغرافیایی پایین، در یونوسفر به دام افتاده است و به همین دلیل به کمربندهای تشعشعی نمی‌رسد. کمربندها دو لایه از ذرات باردار هستند که سیاره را احاطه کرده‌اند و توسط میدان مغناطیسی زمین در جای خود نگه داشته می‌شوند.

سونوالکار گفت: ما به عنوان یک جامعه به فناوری فضایی وابسته هستیم. سیستم‌های ارتباطی و ناوبری مدرن و همچنین ماهواره‌ها و فضاپیماهای حامل فضانوردان با ذرات پرانرژی و مضر کمربند تشعشعی روبه‌رو می‌شوند که می‌تواند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند و به بروز سرطان منجر شود. داشتن درک بهتر از کمربندهای تشعشعی و انواع امواج الکترومغناطیسی، از جمله امواجی که از رعد و برق‌های زمینی نشات می‌گیرند، برای عملیات انسان در فضا حیاتی است.

انرژی صاعقه‌ که در عرض‌های جغرافیایی بالاتر به یونوسفر وارد می‌شود، به مگنتوسفر می‌رسد. یونوسفر یک لایه از جو بالایی زمین است که با غلظت بالایی از یون‌ها و الکترون‌های آزاد مشخص می‌شود. تشعشعات خورشیدی و پرتوهای کیهانی، این لایه را یونیزه می‌کنند و آن را برای ارتباطات رادیویی حیاتی می‌سازند زیرا امواج رادیویی را منعکس و اصلاح می‌کنند.

مگنتوسفر زمین یک ناحیه از فضای اطراف سیاره به شمار می‌رود که توسط میدان مغناطیسی زمین ایجاد شده است. این لایه یک مانع محافظ است که از رسیدن بیشتر ذرات باد خورشیدی به جو و آسیب رساندن به زندگی و فناوری جلوگیری می‌کند.

پژوهش سونوالکار و ردی نشان می‌دهد سوت‌هایی که به طور خاص منعکس می‌شوند و سوت‌هایی که به‌ صورت مغناطیسی منعکس می‌شوند، در مگنتوسفر همزیستی دارند.

پژوهشگران در این پروژه، از داده‌های امواج پلاسما استفاده کردند که از «کاوشگرهای ون آلن»(Van Allen Probes) ناسا به دست آمده بودند. این کاوشگر در سال ۲۰۱۲ پرتاب شد و تا سال ۲۰۱۹ کار می‌کرد. همچنین، پژوهشگران از داده‌های رعد و برق استفاده کردند که از «شبکه جهانی تشخیص رعد و برق»(WWLLN) به دست آمده بودند.

بررسی داده‌های امواج پلاسما از کاوشگرهای ون آلن نشان داد که سوت‌های منعکس‌شده یک پدیده مگنتوسفری رایج هستند. بیشتر رعد و برق‌ها در عرض‌های جغرافیایی پایین رخ می‌دهند که مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری مستعد رعد و برق هستند. سونوالکار گفت: این نشان می‌دهد که سوت‌های منعکس‌شده احتمالا بخش بیشتری از انرژی رعد و برق را به مگنتوسفر حمل می‌کنند.

تاثیر امواج تولید شده توسط رعد و برق بر فیزیک کمربند تشعشعی و استفاده از آنها در سنجش از دور پلاسمای مگنتوسفر، از دهه ۱۹۵۰ مورد بررسی قرار گرفته است.

این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.