مروری بر محتوای خبر
نویسنده: اریک رالز | منبع: Earth.com
ناسا بهتازگی موفق به شناسایی ساختارهای عجیب و ناشناختهای به شکل حرف X در جو فوقانی زمین شده که توضیح دقیق آن هنوز برای دانشمندان ممکن نیست. این ساختارها در منطقهای به نام یونسپهر (Ionosphere) پدیدار میشوند؛ لایهای که از حدود ۸۰ تا ۶۵۰ کیلومتری سطح زمین امتداد دارد و میزبان ذرات بارداری است که در اثر نور خورشید آزاد میشوند.
این یافته که بهوسیله ماهواره GOLD متعلق به ناسا بهدست آمده، میتواند پیامدهایی جدی برای فناوریهایی مانند GPS، ارتباطات رادیویی و مدیریت زیرساختهای حساس داشته باشد.
آشبهایی که یونسپهر «الفبا» را شکل میدهد
در حالت عادی، پس از غروب خورشید، انرژی الکتریکی در این لایه به شکلی منظم فرو مینشیند. اما تصاویر جدید نشان میدهند که پلاسما در شب گاه به شکل حروفی مانند X یا C و C معکوس در میآید. این تغییرات هرچند زودگذر هستند، اما میتوانند امواج رادیویی را خم کرده و خطاهایی در موقعیتیابی GPS ایجاد کنند.
نوارهای یونیزهی دوقلو، گاه با هم برخورد میکنند
در بیشتر شبها، دو نوار پلاسما با تراکم بالا در دو سوی خط استوای مغناطیسی زمین شکل میگیرند که به آنها بینظمی یونیزاسیون استوایی (Equatorial Ionization Anomaly – EIA) گفته میشود. اما تصاویر ماهواره GOLD نشان دادهاند که این نوارها گاه پیچخورده، به هم نزدیک شده یا حتی با هم تلاقی میکنند.
ثبت الگوی EIA-X توسط ماهواره GOLD
ماهواره GOLD که از سال ۲۰۱۸ در مدار زمین و در موقعیت ثابت نسبت به غرب نیمکره جنوبی قرار دارد، با دوربین فرابنفش خود شبانهروز فعالیت یونسپهر را پایش میکند. این ماهواره برای نخستینبار موفق به ثبت الگوی متقاطع پلاسما شده که دانشمندان آن را EIA-X نامیدهاند.
دکتر فضلالاسکر، پژوهشگر دانشگاه کلرادو و مسئول این پروژه میگوید:
«پیش از این، چنین همپوشانیهایی تنها در شرایط طوفانهای ژئومغناطیسی ثبت شده بود. اما اکنون در زمان آرامش خورشیدی هم این الگو مشاهده شده که بسیار غیرمنتظره است.»
شبیهسازیهای رایانهای وجود الگوی X را تأیید کردند
شبیهسازیها نشان میدهد که بادهایی که در جو فوقانی بهسمت پایین حرکت میکنند، میتوانند این نوارهای پلاسما را به سمت یکدیگر فشرده و باعث شکلگیری نقطه برخورد در قالب X شوند. همچنین امواجی که از لایههای پایینتر جو بالا میآیند نیز در این فرایند نقش دارند؛ این یعنی تغییرات آبوهوایی نزدیک سطح زمین میتوانند در فضا بازتاب داشته باشند.
عجیبترین بخش ماجرا: وقوع در سکوت خورشیدی
پدیدههای عجیب در یونسپهر معمولاً به فعالیتهای خورشیدی نسبت داده میشوند. اما یافتههای GOLD نشان میدهد که این Xها در شبهایی با فعالیت خورشیدی بسیار پایین هم دیده شدهاند.
جفری کلنزینگ، فیزیکدان مرکز فضایی گودارد ناسا، میگوید:
«وقوع X در زمان آرامش خورشید نشان میدهد که عوامل محلیتر، مانند بادهای لایه تروپوسفر و استراتوسفر، نقش اساسی دارند.»
خطاهای GPS و پیامدهای عملی
این ساختارهای X گاه میتوانند مسیر امواج رادیویی را بهاندازه چند ده فوت منحرف کنند. چنین خطایی میتواند برای کشتیهای نفتکش، تراکتورهای هدایتشونده یا مأموران امداد و نجات در شرایط بحرانی مشکلساز شود.
ماهواره GOLD با مشاهده مداوم یک منطقه، موفق شده X را در عرض هزاران کیلومتر از شرق تا غرب ــ بهویژه بر فراز آمریکای جنوبی ــ ردیابی کند.
ظهور حبابهای C شکل و C معکوس
افزون بر ساختار X، GOLD موفق به ثبت حبابهای پلاسما با انحناهای رو به جلو (C) و معکوس (C برعکس) شد. این شکلها که تنها حدود ۶۰۰ کیلومتر از هم فاصله داشتند، پیش از این هرگز پیشبینی یا مشاهده نشده بودند.
دکتر دیپاک کاران از تیم دانشگاه کلرادو میگوید:
«وقتی هر دو نوع C و C معکوس را در چنین فاصله نزدیکی میبینیم، نشان میدهد که جریانهای متضاد یا گردبادهای پنهان در جو فوقانی فعال هستند.»
کلنزینگ نیز میافزاید:
«این ساختارها پیچیدگیهای دینامیک جو را بهمراتب بیشتر از آنچه تصور میکردیم نشان میدهند.»
اهمیت عملی برای زیرساختهای حیاتی
پیشبینی دقیق وضعیت یونسپهر برای هواپیماها، امدادگران و اپراتورهای شبکه برق حیاتی است. بروز ساختارهای پیشبینینشده مانند X یا C میتواند باعث اختلال در ارتباطات، ناوبری یا حتی فعال شدن اشتباه رلههای حفاظتی در خطوط برق شود.
اطلاعات بلادرنگ GOLD میتواند در آینده برای ارسال هشدارهای سریع به اپراتورها و بهبود مدلهای پیشبینی هوا و فضا مورد استفاده قرار گیرد.
ماموریتهای آینده برای حل معمای X
تاکنون تنها چند مورد از ساختارهای X و C شکل در دادههای GOLD ثبت شدهاند، اما هر کدام از آنها دانشمندان را به گسترش دامنه جستجو ترغیب کردهاند.
ناسا قصد دارد با ماموریت جدید صورتهای پویای ژئوفضا (Geospace Dynamics Constellation) و ترکیب دادههای ماهوارهای با رادارهای زمینی و دوربینهای آسمانگسترده، به درک سهبعدی و دقیقتری از دینامیک پلاسمای جو برسد.
این اطلاعات میتواند روزی پیشبینیهایی فراهم کند که مسیر GPS شما را دقیق نگه دارد و تماسهای تلفنیتان را شفافتر کند.
