مقاله محمدرضا شفیع زاده و بهنام بابائیان از اعضای گروه آذرخش پارسی برای ارائه در سمینار سالانه فیزیک شفق‌های قطبی انستیتوی ژئوفیزیک قطبی روسیه واقع در مورمانسک پذیرفته شد و در اسفند ماه گذشته ارائه گردید.

در این مقاله با استفاده از داده‌های اختلاف پتانسیل و میدان الکتریکی مبتنی بر طوفان‌های خورشیدی تشکیل ساختار دولایه الکتریکی در محیط پلاسمای کمربندهای تابشی بررسی گردید، در این پژوهش داده‌ها از ماهواره‌های RBSP جمع آوری شد و پس از نویزگیری داده به دست آمده با توجه به ارتباط بین اختلاف پتانسیل و میدان در فضای اطراف زمین بررسی گردید و وجود ساختار دولایه الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفت. اگر میخواهید راجع به این ساختار بیشتر بدانید اینجا کلیک کنید.

دریافت کتاب چکیده مقالات منتشر شده در سمینار سالانه فیزیک شفق قطبی انستیتوی ژئوفیزیک قطبی روسیه: کلیک کنید

سمینار شفق قطبی روسیه

نور شهرها و شفق قطبی، هر دو پدیده‌هایی هم‌جنس در پلاسما اما با مقیاس‌های متفاوت هستند.

ما درک بسیار خوبی از سرچشمه‌ی نور شهرها داریم، حتی می‌دانیم که نور و منبع تامین‌کننده‌ برق آن لزوما در یک نقطه قرار ندارند. در واقع تعدادی مولد برق وجود دارند که به سدها، کوره‌‌های سوخت زغال‌سنگ و یا آسیاب‌های ‌بادی متصل هستند و برق تولید می‌کنند، سپس کابل‌های فشار قوی برق تولید شده را به سراسر کشور منتقل می‌کنند. برق هدایت شده بعد از تبدیل شدن به برق شهری در ایستگاه‌های برق[۱] به نقاط مختلف توزیع می‌شود و سپس میلیون‌ها کاربر تنها با فشردن یک کلید، آن را وارد مدار الکتریکی کرده و لامپ را روشن می‌کنند. اگر تا به حال زیر کابل‌های انتقال برق فشار قوی ایستاده باشید، صدای وزوز کردن جریان برق[۲] را شنیده‌اید، اما از فضا، شما فقط انتهای خط انتقال برق، یا همان نور شهرها را می‌توانید ببینید.

به‌طور مشابه، جریان برقی که موجب درخشیدن شفق‌های قطبی می‌شود در نقطه‌ای بسیار دورتر، روی خورشید، تولید شده و با استفاده از یک کابل نامرئی یا همان بادهای خورشیدی[۳] منتقل می‌شود. کاوش‌گرهای ساخت دست بشر در فضا، تجهیزاتی دارند که طوفان‌های خورشیدی را رصد کرده و چگالی پروتون‌ها را در هر سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری می‌کنند.

در مغناطیس‌سپهر[۴] زمین، کابل‌هایی به شکل رشته‌ یا صفحه‌هایی از جنس پلاسما، جریان‌ الکتریکی پدیدآورنده‌ی شفق‌ قطبی را حمل می‌کنند. این ساختارهای پلاسمایی که در آزمایشگاه‌ و فضا رفتار یکسانی دارند، انرژی را از پلاسمای مغناطیس‌سپهر (پلاسماکره)[۵] گرفته و به قطب‌ها انتقال می‌دهند تا قطب‌های مغناطیسی را روشن کنند.

نور شهرها و شفق‌های قطبی هر دو به وسیله‌ی مداری الکتریکی می‌درخشند. اگر مداری وجود نداشته باشد، نوری هم وجود نخواهد داشت. ما بر اساس تجربه می‌دانیم کدام قسمت‌ها را برای یافتن نقاط اتصال مدار تامین برق شهری جست‌وجو کنیم و می‌دانیم که با قطع شدن این مدار در هر نقطه از آن، نور شهر از دست خواهد رفت.  از طرفی بشر تنها برای چند دهه است که فناوری لازم برای مشاهده‌ی مدار الکتریکی شفق‌های قطبی را در اختیار دارد. ایاکنون می‌توان پرسید که چه مدت زمان لازم است تا تجربیات جدیدمان راهی در اختیارمان قرار دهد که بر اساس آن بتوانیم، همه‌ی مدارهای الکتریکی موجود در فضا را شناسایی کنیم؟

[۱] Substation

[۲] Buzz of Electricity

[۳] Solar wind

[۴] Magnetosphere

[۵] Plasmasphere

مترجم: بهاره مجرد

Translator: Bahareh Mojarrad

Complete the Circuit

هانس اولوف گوستاو آلفون متولد ۳۰ مه سال ۱۹۰۸ در نورکوپینگ سوئد، درگذشت ۲ آپریل ۱۹۹۵ در جورشلم سوئد می‌باشد. آلفون سوئدی به عنوان یکی از بنیانگذاران و پدران فیزیک پلاسما و کاربردهای پلاسما در فیزیک فضا به شمار می‌رود. او اکتشافات و خدمات زیادی در زمینه پیش‌برد پلاسما در علوم زمین و پلاسمای کیهانی انجام داد. فعالیت‌های آلفون در زمینه توسعه نظریه مگنتوهیدرودینامیک منجر به اخذ جایزه نوبل فیزیک در ۱۹۷۰ شد.

وی در ابتدا در رشته مهندسی برق مشغول به تحصیل بود اما بعد از آن به پژوهش و تدریس فیزیک پلاسما پرداخت، تحقیقات آلفون در زمینه کاربردهای پلاسما در فیزیک فضا و نجوم شامل ایجاد و بسط تئوری‌هایی در زمینه شفق‌های قطبی، کمربندهای ون‌آلن، تاثیر طوفان‌های مغناطیسی بر میدان مغناطیسی زمین، میدا‌ن‌های مغناطیسی و الکتریکی در پلاسمای کیهانی، مغناطیس زمین و نقش پلاسما در فیزیک کهکشان است.

معرفی

در سال ۱۹۳۷ آلفون برای اولین بار ادعا کرد که اگر پلاسما حالت ماده غالب در جهان باشد، جریان‌های الکتریکی در کیهان وجود دارند که می‌توانند میدان مغناطیسی کهکشانی ایجاد کنند. بعد از اخذ جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۰، در سخنرانی نوبل خود او تاکید کرد که:

“برای درک پدیده‌ها در فضایی که پلاسما در آن غالب است، لازم است نه تنها میدان مغناطیسی، بلکه میدان الکتریکی و جریان‌های الکتریکی هم مورد بررسی قرار گیرند. فضا با شبکه‌ای از جریانات پر شده است که این شبکه انرژی و حرکت را در فاصله‌های بسیار دور نیز منتقل می‌کند. جریان‌ها اغلب به ساختارهای جریان رشته‌ای یا جریان سطحی تنگش پیدا می‌کنند و به فضای میان‌ستاره‌ای، میان‌کهکشانی یا به صورت ساختار سلولی به فضا می‌روند.”

در سال ۱۹۷۴ او فعالیت‌های پژوهشی خود را روی شفق‌های قطبی منطبق با میدان جریان‌های الکتریکی آغاز کرد، فعالیتی که پایه و بنیان آن مدت‌ها قبل توسط کریستین بیرکلند گذاشته شده بود. پژوهش‌های آلفون مبتنی بر داده‌های ماهواره‌ای بود که تئوری بیرکلند را تایید می‌کرد.

آموزش و تحصیلات

آلفون دکترای خود را در سال ۱۹۳۴ از دانشگاه اوپسالای سوئد دریافت کرد، آلفون در دوره دکترا از رساله خود با عنوان “بررسی امواج الکترومغناطیسی بسیار کوتاه” دفاع کرد، در همان سال او در دانشگاه‌ محل تحصیل خود به عنوان استاد فیزیک مشغول به کار بود و همچنین به طور همزمان در موسسه تحقیقاتی فیزیک نوبل استکهلم نیز به تدریس فیزیک مشغول بود. در سال ۱۹۴۰ به مرتبه استاد تمامی (پروفسور) فیزیک موسسه تحقیقاتی سلطنتی سوئد در استکهلم در زمینه تئوری الکترومغناطیس و اندازه‌گیری‌های الکتریکی رسید. در سال ۱۹۴۵ وی سمت غیر انتصابی علمی “کرسی الکترونیک” را از آن خود کرد، که در سال ۱۹۶۳ عنوان وی به “کرسی دار فیزیک پلاسما” تغییر کرد. در سال ۱۹۶۷ سوئد را ترک کرد و مدتی را در شوروی سابق به سر برد و از آن‌جا به امریکا رفت و به طور همزمان در دپارتمان‌های مهندسی برق دانشگاه‌های کالیفرنیا – سن دیگو و کالیفرنیای جنوبی به تدریس و پژوهش پرداخت.

آلفون در درجه اول خود را یک مهندس برق می‌دانست. تا پیش از کسب جایزه نوبل کسی آلفون را به عنوان یک متفکر برجسته در جامعه علمی جهانی لحاظ نمی‌کرد و با ورود کردن به دنیای کیهان‌شناسی و اخترفیزیک، آن هم ورود به فضاهایی که تا زمان خود منجمین حرفه‌ای به آن وارد نشده بودند مورد توبیخ جامعه اخترفیزیکدانان و کیهان‌شناسان زمان خودش قرار گرفت.

مشارکت‌ها

کار آلفون بری مدت‌ها توسط دانشمند ارشد فیزیک فضا، سیدنی چاپمن مورد بحث قرار گرفت، آلفون تا مدت‌ها به ندرت مورد پذیرش و توجه دانشمندان بود، او یک بار مقاله‌ای را درباره طوفان‌های مغناطیسی و شفق‌های قطبی به “ژورنال امریکایی مغناطیس زمین و الکتریسیته اتمسفری” ارسال کرد، اما مقاله وی به دلیل این که با فیزیک محاسباتی زمان خود نامتعارف بود مورد پذیرش قرار نگرفت و پس فرستاده شد. این گونه برخوردها با آلفون تا جایی پیش رفت که بسیاری از فیزیکدانان او را به عنوان فردی با عقاید نامعقول مورد خطاب قرار می‌دادند. استفان جی بروش درباره آلفون نوشت: “….او همچنان به عنوان یک مهاجر بیرون از خانه باقی ماند و حتی بعد از کسب جایزه نوبل نیز تنها احترام تعداد کمی از دانشمندان زمان خودش را به دست آورد و اغلب به وی تحمیل می‌شد که مقالات خود را در ژورنال‌های رده پایین منتشر کند.” آلفون خود در این زمینه می‌گوید:

“وقتی من پدیده‌های پلاسما را منطبق بر این فرمول ارائه می‌کنم، بیش‌تر داوران چیزی را که می‌گویم درک نمی‌کنند و مقالاتم را رد می‌کنند. با توجه به سیستم داوری علمی که در ایالات متحده حاکم است، این به این معنی است که مقالات من به ندرت توسط ژورنال‌های معتبر امریکایی منتشر می‌شوند.”

آلفون علاوه بر نوبل فیزیک در سال ۱۹۸۸ برنده مدال “بووی” انجمن ژئوفیزیک امریکا شد، این مدال به دلیل تحقیقات وی روی دنباله‌دارها و پلاسمای منظومه‌شمسی به وی اهدا شد. آلفون یکی از معدود دانشمندان غیر روس و غیر امریکایی است که همزمان در آکادمی‌های علوم امریکا و شوروی عضویت داشته است.

تحقیقات

آلفون به عنوان بازیگر اصلی تحقیقات در زمینه‌های زیر در فیزیک محسوب می‌شود:
فیزیک پلاسما
باریکه ذرات باردار
فیزیک میان‌سیاره‌ای
فیزیک مگنتوسفر
مگنتوهیدرودینامیک
پدیده‌های خورشیدی به خصوص بادهای خورشیدی
علوم شفقی
در سال ۱۹۳۹ آلفون تئوری طوفان‌های مغناطیسی و شفق‌های قطبی و تئوری دینامیک پلاسمای مگنتوسفر زمین را ارائه داد

تحقیقات آلفون در زمینه فیزیک فضا:
تئوری کمربندهای ون‌آلن
کاهش میدان مغناطیسی زمین در طوفان‌های مغناطیسی
مگنتوسفر
ساختار دم دنباله‌دارها
ساختار منظومه‌شمسی
دینامیک پلاسمای کهکشانی
ماهیت اساسی کیهان

تحقیقات آلفون ادامه نگاه بنیانگذار فیزیک مگنتوسفر، کریستین بیرکلند بود که در اواخر قرن ۱۹ رفتار مگنتوسفر زمین و ایجاد شفق‌های قطبی را به دلیل جریان‌های الکتریکی مگنتوسفری می‌دانست.

تحقیقات آلفون در راستای تکنولوژی:
شتاب‌دهنده‌های باریکه ذرات
کنترل گداخت ترموهسته‌ای
پرواز‌های فراصوت
پیش‌ران‌های راکت
سیستم‌های ترمزی فضاپیما

در اخترفیزیک:
میدان مغناطیسی کهکشانی
اثرات غیر گرمایی تابش رادیویی سینکروترون از چشمه‌های نجومی

نوسانات ضعیف پلاسمای هیدرومگنتیک به افتخار آلفون تحت عنوان “امواج آلفون” نامگذاری شده است. بسیاری از تئوری‌های آلفون که مورد مناقشه منجمین بود با پیش‌رفت دستگاه‌های اندازه‌گیری و اندازه‌گیری‌های مغناطیسی تا اواخر دهه ۸۰ میلادی به تایید رسیدند. اما آلفون به این قضیه منتقد بود که جایگاه پلاسما در کتاب‌های درسی اخترفیزیک ضعیف است:

“یک مطالعه از تعداد کتاب‌های رفرنس اصلی تدریس اخترفیزیک که مفاهیم مهمی همچون دولایه‌ها، سرعت بحرانی، پدیده‌های تنگش و مدار را مورد بحث قرار می‌دهد انجام شده است. نتیجه آن بود که دانشجویان از نقش این پدیده‌ها در اخترفیزیک در حالی به طور کامل غافل هستند که این پدیده‌ها بیش‌تر از نیم قرن است شناخته شده‌اند.”

آلفون گزارش داد که ۱۷ کتاب رفرنس درسی اصلی اخترفیزیک را مورد بررسی قرار داده که هیچ‌یک از آن‌ها پدیده‌های تنگش و سرعت بحرانی یونیزاسیون را بررسی نکرده فقط دو تای آن‌ها مدار و سه تای آن‌ها دولایه‌ها را نام برده‌اند.

کیهان‌شناسی آلفون

آلفون و همکارانش یک تئوری کیهان‌شناسی جایگزین را ارائه کردند و به همراهی اسکار کلین مدل کیهان‌شناسی کلین-آلفون را ارائه کرد. آلفون بر این عقیده بود که مشکل تئوری بیگ‌بنگ این است که اخترفیزیکدانان مبدا آن و مبدا جهان را با استناد به معادلات ریاضی روی تخته‌سیاه به دست آورده‌اند. به عقیده او بیگ‌بنگ اسطوره و افسانه‌ای بود که برای تبیین خلقت جهان ارائه شده است.

سال‌های آخر

در سال ۱۹۹۱ آلفون با درجه استاد تمامی (پروفسور) در رشته مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا – سن دیگو و فیزیک پلاسما موسسه تحقیقاتی سلطنتی استکهلم سوئد بازنشست شد. آلفون بیش‌تر زندگی خود را در حال تردد بین امریکا و سوئد گذراند و در سن ۸۶ سالگی درگذشت.

سیارک ۱۷۷۸ آلفون به افتخار وی نامگذاری شده است، دلیل این نامگذاری نقش آلفون و سهم برجسته علمی او در درک پدیده‌های پلاسما در منظومه‌شمسی و سایر مقیاس‌های کیهانی بود.

زندگی شخصی

آلفون شوخ طبع بود و بیان طنز داشت، فعال اجتماعی بود در جنبش‌های خلع سلاح جهانی مشارکت و عضویت داشت. نسبت به رایانه‌ها و بروکراسی کامپیوتری بی‌اعتمادی خاصی داشت. علاوه بر مهندسی برق و فیزیک پلاسما، در رشته‌های تاریخ علم و فلسفه و ادیان شرقی نیز تحصیلات مقدماتی داشت. به زبان‌های سوئدی، انگلیسی، آلمانی، فرانسوی و روسی تسلط کامل داشت و تا حدی اسپانیایی و چینی می‌دانست.

آلفون ۶۷ سال با همسرش کیرستن زندگی کرد، آن‌ها چهار دختر و یک پسر داشتند، پسرش هم اکنون به عنوان یک فیزیکدان در سوئد مشغول به فعالیت است، یکی از دخترهایش نویسنده و دیگری وکیل و همگی ساکن سوئد هستند.

افتخارات

۱۹۴۷: عضویت در آکادمی علوم سلطنتی سوئد
۱۹۴۷: عضویت در آکادمی علوم مهندسی سلطنتی سوئد (استعفا در ۱۹۸۰)
۱۹۵۸: عضو خارجی آکادمی علوم شوروی
۱۹۶۲: عضویت در آکادمی علوم و هنرهای امریکا
۱۹۶۵: اخذ مدرک دکترای افتخاری علوم از دانشگاه نیوکاسل
۱۹۶۶: عضو خارجی آکادمی علوم امریکا
۱۹۶۷: مدال طلای انجمن نجوم سلطنتی سوئد
۱۹۷۰: نوبل فیزیک
۱۹۷۱: مدال لومونوسف آکادمی علوم شوروی
۱۹۷۱: مدال طلای موسسه فرانکلین
۱۹۷۲: عضو خارجی انجمن ملی علوم هند
۱۹۷۴: عضو خارجی آکادمی علوم یوگسلاوی
۱۹۷۷: اخذ دکترای افتخاری از دانشگاه آکسفورد
۱۹۸۰: عضو خارجی انجمن سلطنتی انگلستان
۱۹۸۵: اخذ دکترای افتخاری از دانشگاه استکهلم
۱۹۸۷: مدال طلای بووی، انجمن ژئوفیزیک امریکا
۱۹۹۴: مدال دیراک، دانشگاه ولز جنوبی استرالیا و موسسه فیزیک استرالیا

اختراعات

دستگاه تیوب الکترون‌های فرکانس بالا
سیستم ایجاد درجه‌ حرارت‌های بسیار بالا
سیستم ذخیره انرژی two-vessel

مترجم: محمدرضا شفیع‌زاده

Hannes Alfven – Translator: Mohammad Reza Shafizadeh

برخی چیزها آشنا هستند؛ حتی اگر به آسانی قابل توصیف نباشند. شفق‌های قطبی در هر دو قطب زمین، برای بیشتر مردم آشنا هستند اگر چه شیوه‌ی ایجاد آنها هنوز به طور کامل درک نشده است. به طور مشابه، درخشش‌های آذرخش برای هر کسی آشنا هستند اما چگونگی تولید شدن آنها توسط باران و ابرها، برای هواشناسان مرموز است.

شفق‌های قطبی رویدادهای الکتریکی هستند که توسط ذرات بارداری که از خورشید می‌آیند ایجاد می‌شوند که به طریق دیگر به عنوان باد خورشیدی شناخته می‌شوند که با عناصر جوی زمین برهمکنش می‌کنند. با ورود باد خورشیدی به منطقه الکتریکی اطراف زمین، ذرات باردار به درون هلال‌های الکترومغناطیسی هدایت می‌شود که به عنوان خطوط میدان عمل می‌کنند و با شکاف‌های مغناط‌کره‌ای در قطب‌های شمال و جنوب آن را هماهنگ می‌کنند. همانگونه که پروتون‌ها و الکترون‌ها باعث می‌گردند که باد خورشیدی در عمق بیشتری از هواکره زمین برود؛ بادهای خورشیدی اکسیژن،‌ نیتروژن و دیگر مولکول‌ها را یونیزه می‌کنند و آنها را به حالت پرانرژی که خود در آن تابش می‌کنند می‌برند. یک لامپ نئونی، نمونه‌ی خوبی از چیزی است که رخ می‌دهد؛ الکتریسیته، پلاسما تولید می‌کند که این پلاسما می‌درخشد. رنگ‌های درون شفق‌های قطبی وابسته به این است که کدام عناصر در حال درخشیدن هستند.

درخشش‌های آذرخشی به احتمال زیاد ناشی از یک اثر خازنی بین یونوسفر زمین، خورشید و سیاره است. همانطور که قبلا نوشته شده، الکتریسیته درون ابرها و زمین می‌تواند عایق دی‌الکتریک هواکره را بشکند و بنابراین “کوب‌های پیشگام” را تولید کند. هنگامی دو کوب پیشگام با هم برخورد می‌کنند؛ مداری بین ابرها و زمین (یا بین یک ابر و ابر دیگر) کامل می‌گردد و انفجاری از جریان الکتریکی در طول مسیر رسانا به طور ناگهانی برق می‌زند.

حالت قوس آذرخش، یکی از روش‌های بسیاری است که الکتریسیته مطابق آن رفتار می‌کند. همچنین تخلیه تابان مانند شفق‌های قطبی که در بالای ابرها دیده شده است، وجود دارد. این رویدادهای بسیار بزرگ، “اشباح سرخ” و “جت‌های آبی” نامیده می‌شوند. الکتریسیته در حالت تخلیه “تاریک” نیز قابل رویت است. این‌ها شاید جریان‌های الکتریکی قدرتمند باشند اما ناپیدا هستند و آشکاری سازی آن‌ها سخت است. یک باد یونی می‌تواند حضور یک تخلیه تاریک را آشکار سازد؛ مانند آنچه که در یک تصفیه کننده هوای برقی اتفاق می‌افتد.

در طوفان‌های تندری، تخلیه‌های تاریک، مولکول‌های هوای خنثی اطراف را همراه با ذرات باردار می‌کشند. بادهای قوی درون و بیرون برخی طوفان‌ها به عنوان جریان‌های هوای رو به بالا و رو به پایین آشکار می‌گردد. در یک مدل جهان الکتریک، طوفان‌های تندری به واسطه‌ی همرفت هوای داغ ایجاد نمی‌شوند. در عوض طوفان‌های تندری شاید پدیده‌ی ثانویه‌ای از یک شکست دی‌الکتریک ناپیدای عایق جوی زمین باشند.

ستاره شناسانی که در حال کار با تلسکوپ رادیویی پارکس در استرالیا بودند؛ “تابش‌های ناگهانی گذرای پر انرژی” را کشف کردند که تصور می‌کردند این تابش‌ها از خارج از کهکشان راه شیری نشأت می‌گیرند. اگر این درست باشد؛ بنابراین واژه “پر انرژی”، واژه‌ی کوچکی برای این رویدادهاست. همانگونه که شرح داده شد؛ این انفجارهای پرتو X به حدی قدرتمند بودند که در چند میلی ثانیه  از مجموع همه خروجی‌های خورشید در ۳۰۰۰۰۰ سال پیشی گرفتند و جریانی را از سیگنال‌های رادیویی ساختند.

از آنجایی که بیشتر ستاره‌شناسان در مورد دیگر رشته‌ها، مخصوصا مهندسی برق، دانش کافی ندارند با ایده‌هایی نظیر برخورد ستاره‌های مغناطیسی، تبخیر سیاه چاله‌ها، انفجارهای پرتو گاما ابرنواختری دست و پنجه نرم می‌کنند، یا “به طور کلی انواع تازه‌ای از رویداد اخترفیزیکی انرژی بالا” را برای توصیف کردن‌ پدیده‌ها رها کرده‌اند.

ممکن است که سیگنال‌های رادیویی که گروه پارکس کشف کردند؛ توسط ابرنواختر ایجاد شده باشند. اما می‌دانیم که تعریف ابرنواختر برای اخترشناسان جریان اصلی و اخترشناسان پیرو مدل الکتریکی کاملا متفاوت است.

همانگونه که در تصاویر روز پیشین بحث شد؛ ستارگان به روش فرآیندهای مورد فهم مرسوم پیر نمی‌شوند و نمی‌میرند. ستارگان گوی‌هایی از گاز داغ تحت فشار نیستند بلکه از پلاسما ساخته شده‌اند. پلاسما ماده‌ای یونیزه و دارای بار الکتریکی است. بدین خاطر که یونیزه است؛ همانند یک گاز تحت فشار رفتار نمی‌کند بنابراین امواج شوک و ناپایداری‌های گرانشی برای توصیف تولد و مرگ ستارکان ناکافی هستند.

یک ابرنواختر، ستاره‌ای انفجاری است اما نه در نمایش مرسوم. بلکه آن باعث ایجاد انفجار یک دولایه‌ی پلاسمایی می‌شود. توان آن از شار بار الکتریکی خارجی که درون مدارهای عظیم در فضا جریان دارند،  نشأت می‌گیرد. ابرنواخترها نتیجه‌ای از یک “اتصال باز” ستاره‌ای در منبع تغذیه کیهانی هستند. در یک دولایه‌ی پلاسمایی انفجاری، انرژی یک مدار میان ستاره‌ای کامل سراسری، در یک انفجار به ناگهان تابش نماید در حالی که افزایش گستردگی آن فراتر از سطح ستاره می‌باشد. تابش ناشی از دولایه در طول موج فرابنفش و X یا انفجارهای پرتوهای گاما و امواج رادیویی می‌درخشد. جت‌های الکترومغناطیسی ناشی از ستارگان و کهکشان‌ها نیز شاید نشان دهنده‌ی تخلیه-بارهای آذرخشی هستند.

این احتمال وجود دارد که محققان پارکس یک درخشش آذرخش کیهانی را از منبعی ناشناخته اما با ابعادی نامعمول و عظیم دیده‌ باشند.

مترجم: میلاد حاج ابراهیمی

استفان اسمیت

A Burst in The Night

کاوشگر جونو(Juno) در ۵ آگوست ۲۰۱۱ پرتاب شد و بعد از پروازی ۵ ساله در ۴ جولای ۲۰۱۶ در مدار سیاره‌ی مشتری قرار گرفت. مشتری بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه شمسی است که قطر آن در استوا به ۱۴۲,۹۸۴کیلومتر می‌رسد. بزرگی این سیاره به قدری است که تمامی سیارات منظومه شمسی به راحتی در آن جا می گیرند. این سیاره هر ۹.۹۲۵ ساعت یکبار به دور خود می‌چرخد، و این موجب شده تا قطرش (در استوا)  ۹۲۷۵ کیلومتر بیشتر از فاصله بین دو قطبش باشد.

اطراف مشتری کمربندهای تابشی درست شبیه به کمربندهای تابشی ون آلن (Van Allen) که دراطراف زمین هستند، وجود دارد؛ با این تفاوت که کمربندهای اطراف مشتری هزاران بار بزرگ‌تر و قوی‌تر هستند. ابزار الکترونیکی کاوشگر جونو در یک محفظه‌ی تیتانیومی قرار دارد  تا ذرات پر انرژی اطراف مشتری، در کار سیستم‌های این کاوشگر اختلال ایجاد نکنند.

اغلب ذرات پر انرژی اطراف مشتری، الکترون‌هایی هستند که در محدوده‌ی فرکانس رادیویی تابش می‌کنند. این، همان پدیده‌ایست که منجر به کشف میدان مغناطیسی مشتری شده بود. یکی از پیشگامان نظریه‌ی جهان الکتریکی، امانوئل ولیکوفسکی (Immanuel Velikovsky)، در اکتبر سال ۱۹۵۳ وجود میدان مغناطیسی و همچنین تابش قوی رادیویی آن را پیش بینی کرده بود. این پدیده ها ناشی از وجود مغناط‌کره‌ی (magnetosphere) مشتری هستند که تا ۶۵۰ میلیون کیلومتر، حتی فراتر از مدار زحل، گسترش پیدا کرده است.

حلقه‌های مشتری از صفحه‌ی نازکی که سیاره را محاط کرده، شکل گرفته اند، و ماهیتی الکتریکی دارند . مشاهده‌ی حلقه‌های مشتری دشوار است چرا که حلقه‌ها کاملاً پراکنده هستند و فقط در صورتی که در تراز و حالت مناسبی نسبت به خورشید قرار بگیرند، قابل رصد می‌شوند. شعاع‌ خارجی حلقه‌ از ۱۲۹ هزار کیلومتری تقریبا نزدیکی مدار قمر (Adrastea) شروع می‌شود. اغلب نظریه‌ها بر تاثیر قمرهای Metis, Adrastea, Amalthea و Thebe بر ساختار حلقه‌های مشتری، درست همانند تاثیر «قمرهای چوپان» بر حلقه‌های زحل، تاکید دارند. (اقمار چوپان، ۵ قمر کوچکی هستند که در حلقه‌ها و شکاف‌های بین حلقه‌های زحل قرار گرفته و تاثیر چشمگیری بر شکل این حلقه‌ها دارند.)

همانطور که قبلا اشاره شد؛ کاوشگر گالیله کشف کرد، مادامیکه قمر آیو به دور محور میدان های الکترومغناطیسی مشتری می چرخد، توان الکتریکی بیش از ۲ تریلیون وات پراکنده می‌کند. این بار الکتریکی که در امتداد میدان مغناطیسی مشتری جریان دارد، باعث روشن شدن قسمت های بالایی اتمسفر سیاره و همچنین شفق های قطبی شدید در قطب ها می شود. تلسکوپ فضایی هابل، همزمان با رسیدن جونو به مشتری ویدئوی شفق های قطبی مشتری را منتشر کرد.

آلبرتو آدریانی (Alberto Adriani) عضو تیم «نقشه برداری فروسرخ از شفق های قطبی مشتری» the Jovian Infrared Auroral Mapper) JIRAM) که توسط آژانس فضایی ایتالیا تدارک دیده شده است اذعان دارد: «… ما می دانستیم که اولین رصد قطب جنوب مشتری در محدوده‌ی فروسرخ، شفق قطبی این سیاره را نشان خواهد داد…و دیدیم که این شفق بسیار روشن و ساختار یافته بود.»

تمامی سیاراتی که به صورت غول گازیند، دارای حلقه هایی در اشکال مختلف هستند. چنبره‌ی پلاسمایی در اطراف این سیارات و جریان الکتریکی که در امتداد محورقطبی شارش و سپس از صفحه استوایی خارج می شود، دلایل احتمالی دوام وثبات حلقه‌ها هستند. هیچ کسی به درستی چگونگی شکل‌گیری و ثبات حلقه های سیاره ای را نمی‌داند، اما جریان الکتریکی گذرنده از میان غبار پلاسمایی می‌تواند توضیحات معقول‌تری ارائه دهد؛ که در مورد شفق‌های قطبی اغلب سیارات نیز صدق می‌کند.

توضیح تصویر: نزدیک قطب شمال مشتری – اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

استفان اسمیت

ترجمه: مرتضی خامدی

Pole to Pole – Translator: Morteza Khamedi

هرگونه کپی برداری با ذکر نام “بخش فارسی پروژه آذرخش” میسر خواهد بود.