مركبة الغلاف المغناطيسي الفضائية متعددة الأغراض تمر عبر بلازما الفضاء

الفضاء دافئ، أو على الأقل أكثر دفئًا مما ينبغي أن يكون عليه في جميع أنحاء الكون، بما في ذلك في نظامنا الشمسي، حيثُ وجد علماء الفلك أن الأماكن الخالية -تقريبًا- بين النجوم والمجرات والأجسام الأخرى تحتوي على حرارة أكثر مما يمكن أن تفسره معرفتنا الحالية.

إذًا ما الذي يعمل على رفع درجة حرارة (طهو) الفراغ؟

تلك الأماكن شبه الفارغة في مجموعتنا الشمسية لديها بعض الأشياء أو المواد فيها، إذ هناك الرياح الشمسية (The Solar Wind)، التي تتكون من تيارات رقيقة من الجسيمات المشحونة، مثل الإلكترونات، تتحرك بسرعة فائقة للغاية بعيدًا عن الشمس، وهناك بلازما حرّة، وهي شكل من أشكال المادة المُنتشرة على نطاق واسع في جميع أنحاء الكون، والتي غالبًا ما توجد في حالة فوضوية و”مضطربة”.

وقد تمكّن العلماء من رصد تلك الإلكترونات في الرياح الشمسية التي تمتص طاقة الموجات الكهرومغناطيسية التي تمر عبر البلازما المضطربة لمنطقة الغمد المغناطيسي للأرض (Earth’s magnetosheat)، وبمجرد امتصاص الطاقة فهذا يعني تحولها إلى حرارة. وتُعتبر منطقة الغمد المغناطيسي (Magnetosheath) هي المنطقة التي تلتقي فيها المجالات الكهرومغناطيسية للأرض مباشرة مع الرياح الشمسية.

كان ذلك التأثير قد رصده الباحثون من قَبل في حالات أقل تعقيدًا على الأرض، ولكن لم يحدث أبدًا في منطقة الاضطراب الفوضوي لمدار الأرض. وتوصّل الباحثون إلى هذا التأثير عن طريق البيانات المأخوذة من بعثة الغلاف المغناطيسي الفضائية متعددة الأغراض (The Magnetospheric Multiscale Mission). ويشمل هذا المشروع أربع مركبات فضائية روبوتية تدور حول الأرض، وتقيس كيفية تفاعل المجال الكهرومغناطيسي لكوكبنا مع الشمس. ومن خلال البيانات المأخوذة من تلك البيئة القاسية، تمكن الباحثون من معرفة كيف تحولت الطاقة في الموجات الكهرومغناطيسية التي تمر عبر البلازما إلى حرارة في الإلكترونات. لقد كان تأثيرًا لم يسبق له مثيل في هذا النوع من الأوضاع الطبيعية الفوضوية. وليظهر هذا التأثير، كان على الإلكترونات والأمواج أن تتحرك بسرعة مماثلة. وقال الباحث المشارك جريج هاوز (Greg Howes) من جامعة أيوا (The University of Iowa) في بيان «إن المجال الكهربائي المرتبط بالموجات التي تتحرك عبر البلازما يمكن أن يعجّل (يُسرّع) من الإلكترونات المتحركة بالسرعة الصحيحة إلى جانب الموجة، الأمر أشبه براكب أمواج يحاول اللحاق ومسايرة موجة الماء» (تزويد (إضافة) الإلكترونات بالطاقة يعمل على رفع درجة حرارتها).

وقال الباحثون: إنّ نتائجهم، التي نُشرت في 14 فبراير الماضي في مجلة Nature Communications، يُمكن أن تُساعد في تفسير الارتفاع الغريب في درجة حرارة الكون. وقالوا: إنّ أساليبهم المُستخدمة تُمهد الطريق لإجراء دراسات أكثر تفصيلًا عن كيفية انتقال الطاقة عبر البلازما في الفضاء.

ترجمة: أحمد رجب رفعت

المصدر: https://goo.gl/CGFThr