نورهای آبی سحرگاهیِ نادر در ژاپن: کشفِ دانشمندان و راز یون‌های نیتروژن

تماشای نورهای آبیِ سحرگاهی در ژاپن

تو ۲۲ اَردیبهشت ۱۴۰۳، در ژاپن نورهای سحرگاهیِ نادری به رنگ غالبِ آبی دیده شد. این نورها که مردم عادی با دوربیناشون فیلم و عکساشو گرفتن، رفتن زیر ذره‌بینِ “سوتا نانجو”، که محققِ بعدادکترای مؤسسه‌ی فیزیک فضایی سوئده، و “پروفسور کازو شیوکاوا” از دانشگاه ناگویای ژاپن. این دو نفر، تفسیرهای مختلفی از نظریه‌های موجود ارائه میدن و احتمال میدن که یون‌های مولکولی نیتروژن، شاید از طریق یه فرآیندِ ناشناخته، تو میدان مغناطیسی زمین سرعت گرفتن.

این کشفِ تازه، کلی تحقیقِ بیشتر میخواد درموردِ این که “یون‌های نیتروژن چجوری هستن”، یونایی که خوب میشناسیمشون و از طریق طوفان‌های ژئومغناطیسی و نورهای سحرگاهی، رو زمین اثر میذارن. این نورهای رنگارنگ، تو تاریخ ۲۲ اَردیبهشت ۱۴۰۳، دور و بر جزیره‌های “هونشو” و “هوکایدو” ژاپن ظاهر شدن. این به خاطر یه طوفانِ مغناطیسیِ خیلی شدید بود. معمولاً نورهای سحرگاهی که تو عرض‌های جغرافیایی کم دیده میشن، چون اتم‌های اکسیژن نور میدن، قرمز رنگن. ولی اون روز، یه نوری به رنگ صورتی سالمون کل شب دیده شد و یه نورِ سحرگاهیِ دیگه هم، درست قبلِ نیمه‌شب، با رنگِ غالبِ آبی و ارتفاعِ غیرمعمول ظاهر شد.

فیلم‌هایی که با موبایل گرفته شدن و عکسای آماتوری‌ای که ثبت شدن، به دانشمندا کمک کرد تا اطلاعاتِ مردمی رو با تحقیقاتِ خودشون ترکیب کنن و این پدیده رو بررسی کنن. یه تحقیقِ جدید، دانشمندا فیلم‌ها و عکسای نورهای سحرگاهی که رنگ آبی غلبه داشت رو بررسی کردن تا مساحت این پدیده رو تخمین بزنن و بعدش این تخمین‌ها رو با استفاده از طیف‌سنج‌ها تایید کردن. این تحقیق، که تو مجله‌ی “زمین، سیاره‌ها و فضا” چاپ شده، توسط “سوتا نانجو” و “پروفسور کازو شیوکاوا” از مؤسسه‌ی تحقیقات محیطی فضایی-زمینیِ دانشگاه ناگویا انجام شده.

تحقیقات نانجو و شیوکاوا، اولین تصویرسازی از ساختار فضاییِ نورهای سحرگاهی با رنگ غالب آبی رو تو طول یه طوفان ارائه داد. محققا فهمیدن که این نورها ساختارهای طولی دارن که با خطوط میدان مغناطیسی هم‌جهت هستن؛ این اولین باره که این ویژگی تو نورهای سحرگاهی با رنگ غالب آبی تو عرض‌های جغرافیاییِ پایین دیده میشه. ضمناً متوجه شدن که این نورها حدود ۱۲۰۰ کیلومتر طول دارن و از سه تا ساختارِ جدا از هم تشکیل شدن و ارتفاعشون بین ۴۰۰ تا ۹۰۰ کیلومتر فرق داره.

کشف‌های نانجو و شیوکاوا و تاثیرش رو درک ما از نورهای آبی سحرگاهی

یافته‌های نانجو و شیوکاوا، شاید دید ما رو نسبت به نورهای سحرگاهی آبی عوض کنه. جریانِ حلقه‌ای، که یه ناحیه شبیه دونات از ذرات بارداره و دورِ زمین رو گرفته، به عنوان منبعِ اتم‌های خنثیِ پرانرژی (ENA) شناخته میشه که نورهای سحرگاهی با عرض جغرافیایی پایین، از جمله نورهای قرمز رو میسازن. طبق این مدل، طوفان، احتمالأ به ENAها انرژی داده و یه نمایش رنگارنگ از نور تولید کرده. ولی، اکتشافاتِ این گروه، خیلی راحت با این توضیح جور در نمیاد.

شیوکاوا توضیح میده: “تو این تحقیق، یه ساختار با طول چند صد کیلومتر تو نورِ آبی سحرگاهی، تو جهتِ طولی پیدا شد که تفسیرش فقط با فعالیت ENA کار سختیه. علاوه بر این، به نظر نمیرسه که ENAها بتونن ساختارهای نورِ سحرگاهی رو که با خطوط میدان مغناطیسی هم‌جهت هستن، بسازن، همونطوری که تو این تحقیق دیدیم.”

یه احتمال دیگه اینه که نور سحرگاهی، به خاطر پراکندگی تشدیدی یون‌های مولکولی نیتروژن بوده که از تابش نور خورشید ناشی شده. با این حال، تحقیقات این گروه نشون میده که یه فرآیندِ دیگه اتفاق افتاده، چون نور خورشید فقط تا ارتفاع ۷۰۰ کیلومتری میاد و نه تا ۴۰۰ کیلومتری‌ای که محققا دیدن. در عوض، نتیجه‌هاشون ممکنه نشون‌دهنده‌ی یه احتمالِ جالب از یه فرآیند ناشناخته باشه. شیوکاوا میگه: “یافته‌های ما نشون میده که یون‌های مولکولی نیتروژن، شاید توسط یه مکانیسمِ خاص، به سمت بالا شتاب گرفتن و مسئولِ تشکیل نور سحرگاهیِ آبی بودن.”

ادامه میده: “تا الان، ما درک دقیقی از این که “یون‌های مولکولی نیتروژن” با وزن مولکولیِ بالا، چطور میتونن تو این ارتفاعا وجود داشته باشن، نداریم. این یون‌ها، به خاطر سنگینی و زمانای کمِ تجزیه-ترکیب، نمیتونن برای مدت زیادی وجود داشته باشن؛ ولی، تو ارتفاعای بالا دیده میشن. این فرآیند، یه مقدار پیچیده است.”

در کل، نگاه کردن دوباره به نورهای سحرگاهیِ غالبِ آبی، مثل همون چیزی که تو ژاپن دیده شد، ممکنه سرنخایی برای فهمیدن اصولِ وجودِ نیتروژن تو این ارتفاعا بده. چون فرآیندِ خارج شدنِ یون‌های مولکولی نیتروژن به سمت مغناطیس‌سپهر تو همه چیز، از درکِ طوفان‌های ژئومغناطیسی گرفته تا محیطِ تابش تو فضا، مهمه، این کشف‌ها میتونن به ما کمک کنن تا فرآیندهایی رو که صدها کیلومتر بالاتر از ما دارن اتفاق میفتن، درک کنیم.