إعصار فضائي

إعصار الفضاء هو عاصفة مغناطيسية أرضية ضخمة حلزونية الشكل تشبه القمع، تحدث فوق الغلاف الأيوني القطبي للأرض ، خلال فترات هدوء شديد. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وهي مرتبطة بظاهرة الشفق القطبي ، حيث ينتج عن تساقط الإلكترونات من قمع العاصفة شفق قطبي عملاق على شكل إعصار. ^{[ 1 ] [ 3 ]} ويعتقد العلماء أنها تحدث في المناطق القطبية للكواكب ذات المجالات المغناطيسية . ^{[ 4 ]}

تتشكل الأعاصير ( الأعاصير المدارية ) على الأرض داخل الغلاف الجوي بفعل العواصف الرعدية والزخم الزاوي الناتج عن دوران الأرض ، وتستمد الطاقة من سطح المحيط، بينما تتشكل أعاصير الفضاء بفعل تفاعل البلازما مع المجالات المغناطيسية وتستمد الطاقة من تدفق الرياح الشمسية .

تتكون الأعاصير الفضائية من البلازما ، وهي عبارة عن غازات متأينة شديدة السخونة تدور بسرعات فائقة، تصل إلى 7560 كيلومترًا في الساعة (4700 ميل في الساعة) . في عام 2020، وباستخدام بيانات رصدية أُجريت في 20 أغسطس/آب 2014، حدد الباحثون إعصارًا فضائيًا ضخمًا فوق القطب الشمالي ، يبلغ قطره 1000 كيلومتر (620 ميلًا) عند قاعدته في طبقة الأيونوسفير ، وهي الطبقة العليا المتأينة من الغلاف الجوي على ارتفاع يتراوح بين 110 و860 كيلومترًا (68-534 ميلًا) ، ويتمركز تقريبًا فوق القطب المغناطيسي الشمالي . ^{[ 1 ] [ 5 ]}   

تميزت العاصفة الفضائية ببقعة شفقية تشبه الإعصار ذات أذرع حلزونية متعددة، نتيجة لتساقط الإلكترونات، ودوامة بلازما دائرية قوية مع انعدام التدفق الأفقي في مركزها (ما يعادل عين الإعصار الجوي)، وبنية مغناطيسية ثنائية القطب من السالب إلى الموجب (تُظهر اضطرابًا دائريًا في المجال المغناطيسي)، وترسب كبير وسريع للطاقة والتدفق في الغلاف الأيوني القطبي (مما يُقارن بما يحدث خلال العواصف الفضائية العظمى). امتدت العاصفة من الغلاف الأيوني صعودًا على طول خطوط المجال المغناطيسي الأرضي لتغطي جزءًا كبيرًا من الغلاف المغناطيسي القطبي النهاري في نصف الكرة الشمالي . ^{[ 3 ]}

بالإضافة إلى ذلك، امتلك الإعصار الفضائي أذرعًا حلزونية متعددة، على غرار الأعاصير التقليدية، كما دارت العاصفة عكس اتجاه عقارب الساعة. ^{[ 1 ] [ 2 ]} أمطرت عاصفة البلازما الكبيرة إلكترونات بدلًا من الماء. ^{[ 4 ]} في المنطقة المركزية الهادئة، المحاطة بالبلازما الدوارة، ظهرت بقعة شفقية مستمرة، مرتبطة بتيار قوي متجه للأعلى ومحاذي للمجال المغناطيسي، ناجم عن تساقط الإلكترونات. ^{[ 6 ] [ 7 ]} أنتج وابل الإلكترونات شفقًا عملاقًا على شكل إعصار أسفل العاصفة. ^{[ 3 ]}

على عكس اضطرابات الطقس الفضائي التقليدية، رُصد إعصار الفضاء خلال ظروف مغناطيسية أرضية هادئة للغاية، عندما كان تدفق الرياح الشمسية بطيئًا وكان المجال المغناطيسي بين الكواكب يشير إلى الشمال، بينما يتطلب تشكل العواصف المغناطيسية الأرضية التقليدية اتجاهًا قويًا نحو الجنوب . وهذا يُقدم تشابهًا إضافيًا مع الأعاصير في الغلاف الجوي السفلي: فقد لاحظ أحد خبراء الأرصاد الجوية في Accuweather أن الأعاصير تحتاج إلى رياح خفيفة في طبقات الجو العليا لتتشكل. ^{[ 7 ]}

أشار الباحثون إلى أن تساقط الإلكترونات المصاحب للعاصفة قد يُعطّل أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS ) وأنظمة الراديو والرادار ، وقد يزيد أيضًا من مقاومة الهواء على أي أقمار صناعية قريبة، ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} بالإضافة إلى تغيير مدارات الحطام الفضائي ("النفايات الفضائية") بجميع أحجامه على ارتفاعات منخفضة، مما يُشكّل خطرًا متزايدًا على المركبات الفضائية في مدار أرضي منخفض . ^{[ 1 ]} ومع ذلك، وبغض النظر عن هذه التأثيرات المحتملة على الطقس الفضائي، فمن المتوقع أن يكون للعاصفة تأثيرات طفيفة على كوكب الأرض. ^{[ 6 ]}

اكتشف هذه الظاهرة فريق من الباحثين من جامعة شاندونغ في الصين ، الذين رصدوا العاصفة فوق منطقة القطب الشمالي في 20 أغسطس/آب 2014، قبل تحديد طبيعتها في عام 2021. [3] [4] [1] ضمّ فريق البحث أيضًا علماء من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والنرويج. ^{[ 8 ] رصد الفريق الإعصار الفضائي لمدة 8} ساعات ، قبل أن يتلاشى تدريجيًا ^{. وقد رُصدت} العاصفة خلال فترة انخفاض النشاط الشمسي والمغناطيسي الأرضي. ^{[ 2 ]} كانت هذه هي المرة الأولى التي تُرصد فيها عاصفة شبيهة بالإعصار في الغلاف الجوي العلوي، وقبل ذلك، كان وجودها غير مؤكد. ^{[ 3 ] [ 5 ]} يعتقد الباحثون أن مثل هذه العواصف الفضائية قد تكون شائعة نسبيًا في النظام الشمسي وخارجه، على الكواكب ذات المجالات المغناطيسية ، لأن العاصفة التي رُصدت في عام 2014 حدثت خلال فترة انخفاض النشاط المغناطيسي الأرضي. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

• إعصار فضائي
• الطقس الفضائي
• المجال المغناطيسي للأرض
• الرياح الشمسية