موسیقی میدان مغناطیسی زمین ثبت شد؛ امواج کور در دُم مغناطیس‌سپهر کشف شدند
وقتی این تابش‌های شگفت‌انگیز به سیگنال‌های صوتی تبدیل می‌شوند، همچون آوازی که به تدریج بالا می‌گیرد و شبیه به آواز پرندگان صبحگاهی به نظر می‌رسند. به همین دلیل فیزیک‌دانان این تابش‌های مختصر و شدید از تشعشع را «امواج کور» می‌نامند. هر تابش تنها چند دهم ثانیه طول می‌کشد، اما سیگنال‌های آن می‌توانند تا ساعت‌ها تکرار شوند و در حدِ تصور، امواج کور می‌توانند برای ماهواره‌های حاضر در مدار زمین بسیار خطرناک باشند.
گوش دادن به موسیقی مغناطیس‌سپهر
چهار ماهواره مأموریت چندمقیاس مغناطیسی ناسا به تازگی موجی از امواج کور را اندازه‌گیری کردند که از نقطه‌ای در فاصله ۱۶۵ هزار کیلومتری، در «دُم» طویل میدان مغناطیسی زمین برخاسته بود. میدان مغناطیسی سیاره ما شباهت زیادی به میدان اطراف یک آهنربای میله‌ای دارد؛ اما ذرات باربر الکتریکی در باد خورشیدی بر میدان مغناطیسی فشار می‌آورند و سمتی که از خورشید دورتر است را به‌شکل دُمی بلند کشیده می‌کنند.
🔗 بیشتر بخوانید: برنامه بازگشایی دانشگاه‌ها در سال تحصیلی ۱۴۰۵–۱۴۰۶؛ ترکیبی از آموزش حضوری و مجازی
هر موج کوری که تا به امروز اخترشناسان شنیده بودند، از فاصله نزدیک‌تری به خانه، یعنی در حدود ۵۱ هزار کیلومتری از زمین آغاز شده بود. این ارتفاع بالاتر از مداری است که در آن ماهواره‌های زمین‌ایستا قرار می‌گیرند. در جایی دورتر در دُم مغناطیسی، خطوط میدان کشیده شده و به چیزی بسیار آشفته‌تر تبدیل می‌شوند. فیزیک‌دانان فکر نمی‌کردند امواج بتوانند در میان بهم‌ریختگی خطوط میدان مغناطیسی در دُم شکل بگیرند، اما اکنون آشکار شده که این امکان وجود دارد.
محافظت از ماهواره‌ها در برابر «الکترون‌های قاتل»
در واقع، این کشف از بخش کلیدی نظریه‌ای در مورد نحوه کارکرد امواج کور حمایت می‌کند. لیو و همکارانش با بهره‌گیری از داده‌های ماهواره‌های چندمقیاس مغناطیسی، توزیع الکترون‌ها را در موج کور اندازه‌گیری کردند و پدیده‌ای را مشاهده کردند که مدل‌های فیزیک‌دانان برای دهه‌ها پیش‌بینی کرده بودند: یک حفره (شکاف) در توزیع الکترون‌ها.
🔗 بیشتر بخوانید: جنگ با ایران رشد هوش مصنوعی را مختل می‌کند؟_آینده
اخترشناسان نزدیک به ۷۰ سال است که در مورد مکانیک دقیق امواج کور در حیرت بوده‌اند. گاهی اوقات، گروهی از الکترون‌ها به‌شدت در میدان مغناطیسی زمین می‌چرخند و با چرخش این الکترون‌ها، انرژی به‌شکل تابش رها می‌شود. آن تابش با الکترون‌های دیگر برهم‌کنش می‌کند و به‌شکل امواج بزرگ‌تر تقویت می‌شود. از آنجا که این امواج تابشی در امتداد خطوط میدان مغناطیسی شکل می‌گیرند، در نهایت به فوران‌های کوتاهی ختم می‌شوند که فرکانس هر یک بالاتر از قبلی است، همانند گروهی از کور در حال اوج گرفتن.
همان‌طور که موج کور 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 تنها یکی از این شکاف‌ها را در موج کور خود اندازه‌گیری کردند. این امر می‌تواند نشان دهد که کل مدل نحوه شکل‌گیری امواج کور درست است، به‌جز قسمتی که در مورد مکانی که می‌توانند در آن شکل بگیرند پیش‌بینی شده بود.
🔗 بیشتر بخوانید: تحقق رویای دوست داران هری پاتر؛ اجرای «فوتبال پهپادی» در نمایشگاه CES2024/ ویدئو
اگر لیو و همکارانش درست بگویند، امواج کور 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 جستجوی امواج کور در دُم میدان مغناطیسی زمین بپردازیم، نه فقط در نزدیکی خانه. و از نظر تئوری، باید امواج کور در میدان مغناطیسی هر سیاره‌ای وجود داشته باشند، حتی اگر میدان مغناطیسی آن تا حدی نامنظم باشد. تا کنون این امواج در اطراف مشتری و زحل مشاهده شده‌اند.
درک بهتر این امواج می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا زمان و مکان وقوع آنها و شدت آنها را بهتر پیش‌بینی کنند. این موضوع برای ایمنی ماهواره‌هایی که به دور سیاره ما می‌چرخند، که در برابر طوفان‌های خورشیدی و دیگر تابش‌های ناگهانی تشعشعات از اعماق فضا آسیب‌پذیر هستند، حیاتی است.
این الکترون‌های پرانرژی که «الکترون‌های قاتل» نامیده می‌شوند، چون به چندین ماهواره آسیب رسانده‌اند و صدها میلیون دلار خسارت وارد کرده‌اند. امواج کور اکنون در مدل‌های پیش‌بینی که برای محافظت از این ماهواره‌ها طراحی شده‌اند، گنجانده شده‌اند.