موسیقی میدان‌ مغناطیسی زمین ثبت شد

میدان مغناطیسی زمین گاهی اوقات به آهنگ تبدیل می‌شود؛ اما این ترکیبات با تابش الکترومغناطیسی و نه امواج صوتی نوشته شده‌اند.

کد خبر: ۷۸۰۱۲۱

تاریخ: ۱۹ بهمن ۱۴۰۳ - ۱۵:۲۴

به گزارش ایران اکونومیست، هنگامی که این تابش‌های عجیب به سیگنال‌های صوتی تبدیل می‌شوند، مانند یک آواز در حال اوج گرفتن شبیه به آواز پرندگان صبحگاهی به نظر می‌رسند، به همین دلیل است که فیزیکدانان این تابش‌های کوتاه و شدید از تشعشع را «امواج کُر» می‌نامند. هر تابش فقط چند دهم ثانیه طول می‌کشد؛ اما سیگنال‌های آن می‌توانند تا ساعت‌ها تکرار شوند و به همان اندازه که به نظر می‌رسد، امواج کُر می‌توانند برای ماهواره‌های موجود در مدار زمین بسیار خطرناک باشند.

به نقل از اسپیس، گروهی از محققان به رهبری فیزیکدان لیو Liu از دانشگاه بی هانگ در چین، به تازگی یک موج کُر که از یک مکان غیرمنتظره بیرون می‌آید را اندازه‌گیری کردند و یک بخش کلیدی از یک نظریه در مورد چگونگی تشکیل این امواج عجیب را تایید کردند.

گوش دادن به موسیقی مغناطیس‌سپهر

چهار ماهواره‌ ماموریت چندمقیاس مغناطیسی ناسا به تازگی موجی از امواج کُر را اندازه‌گیری کردند که از نقطه‌ای در ۱۶۵ هزار کیلومتری دورتر، در «دُم» طولانی میدان مغناطیسی زمین می‌آمد. میدان مغناطیسی سیاره ما شباهت زیادی به میدان اطراف یک آهنربای میله‌ای دارد؛ اما ذرات باردار الکتریکی در باد خورشیدی به میدان مغناطیسی فشار وارد می‌کنند، بنابراین سمتی که از خورشید دور است به‌صورت دُمی بلند کشیده می‌شود.

هر موج کُر دیگری که اخترشناسان شنیده‌ بودند از فاصله نزدیک‌تری به خانه، در حدود فاصله ۵۱ هزار کیلومتری از زمین شروع شده بود. این بالاتر از مداری است که در آن ماهواره‌های زمین‌ایستا پیدا خواهید کرد. جایی دورتر در دُم مغناطیسی، خطوط میدان مغناطیسی زمین کشیده شده و به چیزی بسیار آشفته‌تر تبدیل شده است. فیزیکدانان فکر نمی‌کردند که امواج می‌توانند در میان بهم ریختگی خطوط میدان مغناطیسی در دُم ایجاد شوند اما اکنون واضح است که این امکان وجود دارد.

محافظت از ماهواره‌ها در برابر «الکترون‌های قاتل»

در واقع، این کشف در واقع از بخش کلیدی نظریه در مورد نحوه عملکرد امواج کُر پشتیبانی می‌کند. لیو و همکارانش با استفاده از داده‌های ماهواره‌های چند مقیاس مغناطیسی، توزیع الکترون‌ها را در موج کُر اندازه‌گیری کردند و چیزی را مشاهده کردند که مدل‌های فیزیکدانان برای دهه‌ها پیش‌بینی کرده بودند: یک حفره.

اخترشناسان حدود ۷۰ سال است که در مورد مکانیک دقیق امواج کُر متحیر بوده‌اند. گاهی اوقات، گروهی از الکترون‌ها به طور شدیدی در میدان مغناطیسی زمین می‌چرخند و با چرخش الکترون‌ها، انرژی به شکل تابش آزاد می‌شود. آن تابش با الکترون‌های دیگر برهمکنش می‌کند و به شکل امواج بزرگ‌تر تقویت می‌شود. از آنجایی که آن امواج تابشی در امتداد میدان مغناطیسی شکل می‌گیرند، امواج در نهایت به فوران‌های کوتاهی ختم می‌شوند که فرکانس هر کدام بالاتر از قبلی است. مانند یک گروه کُر در حال اوج گرفتن.

همانطور که موج کُر شکل می‌گیرد، حرکت آن، الکترون‌ها را به نقاط خاصی در امتداد شکل موج می‌برد. اما اگر توده‌هایی در برخی مکان‌ها وجود داشته باشد، باید در جاهای دیگر نیز شکاف وجود داشته باشد، و لیو و همکارانش فقط یکی از این شکاف‌ها را در موج کُر خود اندازه‌گیری کردند. این می‌تواند نشان دهد که کل مدل نحوه شکل‌گیری امواج کُر درست است به جز قسمتی که در مورد جایی که می‌توانند شکل بگیرند، پیش‌بینی شده بود.

اگر لیو و همکارانش درست گفته باشند، امواج کُر می‌توانند تقریبا در هر نقطه‌ای از فضا شکل بگیرند، و نه فقط در مکان‌هایی که میدان مغناطیسی منظم و بدون تحریف باد خورشیدی وجود دارد. این بدان معناست که ما باید به دنبال امواج کُر در دُم میدان مغناطیسی زمین باشیم، نه فقط در نزدیکی خانه. و از نظر تئوری، باید امواج کُر در میدان مغناطیسی هر سیاره‌ای وجود داشته باشد، حتی اگر کمی میدان مغناطیسی آن نامنظم باشد. تا کنون آنها در اطراف مشتری و زحل مشاهده شده‌اند.

درک بهتر این امواج می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا زمان و مکان وقوع آنها و همچنین قدرت آنها را بهتر پیش بینی کنند. این می‌تواند برای ایمنی ماهواره‌هایی که به دور سیاره ما می‌چرخند، که در برابر طوفان‌های خورشیدی و سایر تابش‌های ناگهانی تشعشعات از اعماق فضا آسیب‌پذیر هستند، حیاتی باشد.

این الکترون‌های پرانرژی به عنوان «الکترون‌های قاتل» شناخته می‌شوند، زیرا به چندین ماهواره آسیب رسانده‌اند و صدها میلیون دلارخسارت زده‌اند. امواج کُر اکنون در مدل‌های پیش‌بینی که برای محافظت از این ماهواره‌ها طراحی شده‌اند، گنجانده شده است.