آثار شراره‌های خورشیدی بر مغناطیس‌سپهر زمین

گروه علمی: سیاره زمین توسط سیستمی از میدان‌های مغناطیسی که با نام مغناطیس‌سپهر یا مَگنِتوسفِر شناخته می‌شود، احاطه شده است.به گزارش ایسنا، این سیستم گسترده و دنباله‌دار شکل، ذرات بارداری را که از خورشید می‌آیند را منحرف کرده و از سیاره ما در برابر تشعشعات ذرات مضر محافظت می‌کند و مانع از فرسایش جو توسط باد خورشیدی(جریانی از ذرات باردار آزاد شده از فضای بالای خورشید) می‌شود.

در حالی که در مطالعات گذشته محققان شواهد قابل توجهی از تأثیرات باد خورشیدی بر مغناطیس‌سپهر زمین جمع آوری کرده‌اند اما تأثیر شراره‌های خورشیدی(فوران‌های ناگهانی تابش الکترومغناطیسی بر روی خورشید) به خوبی درک نشده است. شراره‌های خورشیدی رویدادهایی کاملاً انفجاری است که می‌تواند از چند دقیقه تا چند ساعت طول بکشد و با استفاده از اشعه ایکس یا دستگاه‌های نوری قابل تشخیص است.

طی این مطالعه محققان «دانشگاه شاندونگ» در چین و سازمان ملی پژوهش‌های جوی در ایالات متحده تحقیقی را انجام داده‌اند و در مورد تأثیرات شراره‌های خورشیدی بر روی مغناطیس کره زمین تحقیق کرده‌اند. یافته‌های این مطالعه در مجله Nature Physics  منتشر شد. این مطالعه بینش جدیدی را ارائه می‌دهد که می‌تواند راه را برای درک بهتر پویایی زمین/ژئو فضا فراهم کند. «ژئو فضا» (Geospace) بخشی از فضای بیرونی است که به زمین نزدیک‌تر است و شامل جو بالایی، یونوسفر(یعنی قسمت یونیزه شده جو) و مغناطیس‌سپهر است.

پروفسور «جینگ لیو» یکی از محققانی که این مطالعه را انجام داده است گفت: مغناطیس‌سپهر در منطقه بالای یونوسفر واقع شده است و منطقه فضایی کاملاً یونیزه شده در فاصله ۱۰۰۰ کیلومتری زمین است. این منطقه توسط باد خورشیدی احاطه شده و تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی باد خورشیدی قرار دارد.به طور کلی مغناطیس‌سپهر به عنوان سد محافظت زمین در برابر باد خورشیدی و سایر ذرات خورشیدی توصیف می‌شود زیرا از ورود این ذرات به سایر لایه‌های محافظ سیاره جلوگیری می‌کند. با این وجود مطالعات گذشته نشان داده است که وقتی جهت باد خورشیدی مخالف میدان مغناطیسی مغناطیس سپهر است، خطوط مغناطیسی این دو منطقه می‌توانند به هم متصل شوند. این بدان معنی است که برخی از ذرات باد خورشیدی می‌توانند مستقیماً به فضای اطراف زمین منتقل شوند.

طی این مطالعه محققان داده‌های جمع آوری شده توسط دستگاه‌ها و ماهواره‌های مختلف را در طی یک رویداد شراره خورشیدی که در شش سپتامبر ۲۰۱۷ اتفاق افتاد، تجزیه و تحلیل کردند. برای انجام این کار آنها یک مدل عددی فضایی را که اخیراً در مرکز ملی تحقیقات جوی توسعه یافته است، استفاده کردند. این مدل که(LTR) نامیده می‌شود تغییرات ناشی از شراره‌های خورشیدی در سیستم مغناطیس سپهر-یونوسفر را مجددا تولید می‌کند.

با استفاده از مدل LTR و داده‌های جمع‌آوری شده در مطالعات پیشین محققان توانستند اثرات شرارهای خورشید بر روی پویایی مغناطیسی و اتصال الکترودینامیکی بین مغناطیس سپهر و یونوسفر را نشان دهند.لیو گفت: ما نشان دادیم که اثرات شراره‌های خورشیدی از طریق اتصال الکترودینامیکی در سراسر ژئو زمین گسترش می‌یابد و همانطور که ​​قبلاً اعتقاد داشتیم محدود به منطقه جوی که انرژی تابش در آن جذب می شود، نیست. مطالعه ما همچنین سرنخ‌های جدیدی برای کاوش و درک تأثیرات شراره‌های خورشیدی بر سایر سیارات فراهم می‌کند.