أقسام درة ،،،
▲ وكالة الفضاء السعودية
الفجر أو الشفق القطبي هو ظاهرة طبيعية تعرض أضواء ملونة خلابة حول الأرض. وتعرف رسميا في نصف الكرة الشمالي بالشفق القطبي الشمالي أو الفجر القطبي (آرورا بورياليس).
في 1621م، شهد العالم الفرنسي بيير جاسندي توهج في الشمال وأسماها أورورا، على اسم آلهة الفجر عند الرومان. وأضاف كلمة "بورياليس" كناية بإله الرياح الشمالية عند الرومان، بورياس.
وتسمى في نصف الكرة الجنوبية، بآرورا أوستريليس، أي الأضواء الجنوبية، أو الفجر/الشفق القطبي الجنوبي. ويمكن رؤية الأضواء بعد غروب الشمس قرب كلا القطبين.
على الرغم من ألوانها الجذابة وحركتها الهادئة، إلا أنها ناتجة عن الملايين من انفجارات الطاقة المغناطيسية.
كيف يتكون الشفق القطبي؟
هذه الأضواء هي شكل من أشكال الطقس الفضائي الشديد التركيز، حيث يقوم الغلاف الجوي بحماية الأرض من الجسيمات والجزيئات الشمسية العنيفة التي من شأنها أن تجعل من كوكبنا مكاناً غير مؤهلاً للعيش.
تمر الملايين من الجسيمات المشحونة كهربائيا من خلال الرياح الشمسية (الرياح النجمية) حول الأرض وتصطدم في غازات طبقة جو النجم العليا (وهي المحيط الخارجي لكتلة النجم "الشمس"). فيتم إطلاق طاقة من جراء اصطدام الطرفين على شكل فوتونات، أي جزيئات الضوء، وهذا يسبب توهج الجسيمات.
عادةً، يمكن مشاهدة الوهج في القطبين لأن المجال المغناطيسي للأرض يمرر الوهج حول كوكب الأرض تماما مثل حركة المياه حول صخرة ناتئة على سطح النهر.
أفضل وقت لرؤية الشفق القطبي
تكون الأضواء أكثر شيوعا بين شهري سبتمبر وأكتوبر (الخريف)، وتحدث بعد ذلك مرة أخرى بين شهري مارس وأبريل (الربيع) وذلك بسبب ميل الأرض بالنسبة للشمس.
كما أنها مرئية أحيانا في فصل الشتاء، عندما يجتاح الظلام السماء، حيث تبدو الأضواء أكثر إشراقاً وتكون أطول بقاءاً.
كيف يتم قياس الشفق القطبي؟
فريق THEMIS التابع لناسا والمكلف بقياس الشفق القطبي لديه عشرون مرصداً أرضياً في ألاسكا وكندا.
كل مركز يضم كاميرا رقمية مع عدسة عين السمكة لالتقاط صور للشفق كل ثلاث ثوان وجهاز المغناطيسية لقياس التغيرات في الحقل المغناطيسي للأرض نتيجة لسريان تيارات كهربائية عبر طبقة جو النجم.
الصورة أدناه تظهر التغطية الإشعاعية لمواقع المراصد الأرضية. كل دائرة زرقاء تمثل مسافة 540 كيلومترا (335 ميلا).
أشكال الشفق المختلفة
تتنوع أشكال الشفق القطبي على نطاق واسع. فيمكن أن تظهر على شكل وهج باهت أو أقواس أو دوامات أو خطوط عبر السماء تسمى "ستائر" لشبهها بالستار المنسدل، والتي تكون حركتها شرقية-غربية، تتحرك وتتغير باستمرار. اللمعان والبريق هو تأثير ناتج عن تلاشي انفجارات الجسيمات والتي تتزامن مع حدوث انفجارات جديدة.
على الرغم من أنها لا تشكل خطرا على الحياة في كوكب الأرض، إلا أنها يمكن أن تسبب انقطاع الكهرباء في مجال الاتصالات الفضائية والبث الإذاعي والتلفزيوني.
ألوان الشفق القطبي
كلما زاد ارتفاع هذه الاصطدامات في السماء، كلما ازدادت كثافة لون التوهج. يحدث الشفق غالبا على مسافة حوالي 60 إلى 620 ميلا فوق سطح الأرض. الشفق الأخضر هو الأكثر شيوعاًء. أما التوهجات الحمراء والأرجوانية فلا تظهر إلا إذا حدثت هذه الاصطدامات على مسافة عالية جداً في طبقة جو النجم.
تلعب غازات الغلاف الجوي، الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين، والتي تتفاعل مع الجزيئات الشمسية، دوراً في ألوان التوهجات.
التوهج الأخضر
خلال فترات الذروة في الدورة الشمسية، وعندما تنتج التوهجات الشمسية طفرات شديدة من الرياح الشمسية، يزيد عدد الجزيئات التي تصطدم مع الغلاف الجوي للأرض مما يزيد من توهج الشفق.
الشفق الأخضر المتوهج في الصورة أدناه، والذي يكتسح سماء البرية في ألاسكا هو لون الشفق الأبرز. يحدث على بعد نحو 100 كيلومترا (حوالي 62 ميل) إلى 250 كيلومتر (حوالي 155 ميل) فوق سطح الأرض والتي تنتج من خلال تفاعل الجسيمات الشمسية مع الأكسجين في الغلاف الجوي.
التوهج الأزرق
يظهر التوهج الأزرق (الصورة أدناه) في أدنى طبقات الغلاف الجوي، عل بعد حوالي 60 ميل من سطح الأرض، وينتج من اصطدامات مع جزيئات النيتروجين.
حرائق سماوية
أثناء العواصف الشمسية المغناطيسية، يمكن للشفق القطبي أن يتجه نحو خط الاستواء قادماً من المناطق القطبية لأن الانفجارات الناتجة عن الشمس تؤثر في مجال الأرض المغناطيسي.
وعند حدوث ذلك، فيمكن للقاطنين حتى في ولايتي داكوتا الشمالية والجنوبية في الولايات المتحدة رؤية الشفق الشمالي (كما هو موضح في الصورة أعلاه).
الشفق حول كوكب زحل
علماء ناسا في بحثٍ دؤوب عن سمات مشابهه لسمات الكرة الأرضية في كوكب آخر، ولقد وجدوا ذلك في شفق كوكب زحل (الصورة أدناه).
يتم تكون الشفق حول زحل من الجسيمات المشحونة الصادرة عن الشمس والتي تتفاعل مع طبقة جو النجم لكوكب زحل، مما يتسبب في توهجها.
تمكنت كاميرات ماسيني عن طريق استخدام أضواء غير مرئية، من التقاط الشفق في قطبي زحل للمرة الأولى في عام 2008. ويظهر الشفق في القطبين لأن المجال المغناطيسي لكوكب زحل يدفع الشفق نحو القطبين، كما يحدث في كوكب الأرض.
الشفق حول كوكب المشتري
كوكب المشتري لا يختلف عن كوكبي الأرض وزحل. فالشفق في الكوكب الغازي العملاق يتجمع حول قطبيه للأسباب نفسها بالنسبة لكوكب زحل وكوكب الأرض.
ومع ذلك، وخلافاً لكوكب الأرض الذي يكون فيه الشفق متجانسا على شكل ستار منسدل، فإن شفق المشتري يكون في شكل شرائط زاهية ونقط. والسبب في ذلك هو ارتباط كوكب المشتري بأكبر أقماره (إيو، ويوروبا، وجانيميد) عن طريق الحقول المغناطيسية، حيث أنها المسؤولة عن هذا الشكل المختلف لشفق كوكب المشتري.
- - -
هذا المقال مترجم.
للمقال الرئيسي:
http://news.discovery.com/space/auro...phenomena.html
- - -
تصوير للشفق القطبي
