Συγκρούσεις σέλας που φωτογραφήθηκαν από το THEMIS all-sky imagers (ASIs) στις 29 Φεβρουαρίου 2008. Προσφορά: Toshi Nishimura/UCLA
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα κάτι για τα σέλας που δεν γνώριζαν ποτέ πριν. «Τα σαγόνια μας έπεσαν όταν είδαμε τις ταινίες για πρώτη φορά», είπε ο Larry Lyons του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Λος Άντζελες (UCLA) περιγράφοντας πώς μερικές φορές, τεράστιες κουρτίνες του βόρειου σέλας συγκρούονται, παράγοντας θεαματικές εκρήξεις φωτός. «Αυτά τα ξεσπάσματα μας λένε κάτι πολύ θεμελιώδες για τη φύση των σέλας». Αυτές οι συγκρούσεις μπορεί να είναι τόσο μεγάλες, που μεμονωμένοι παρατηρητές στη Γη - με περιορισμένα οπτικά πεδία - δεν τις έχουν παρατηρήσει ποτέ πριν. Χρειάστηκε ένα δίκτυο ευαίσθητων καμερών που απλώθηκαν σε χιλιάδες μίλια για να πάρουν τη μεγάλη εικόνα.
[/λεζάντα]
Αυτό το δίκτυο των 20 καμερών, που δημιουργήθηκε από τη NASA και την Καναδική Διαστημική Υπηρεσία αναπτύχθηκε γύρω από την Αρκτική για να υποστηρίξει την αποστολή THEMIS, το 'Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms'. Το THEMIS αποτελείται από πέντε πανομοιότυπους ανιχνευτές που εκτοξεύτηκαν το 2006 για να λύσουν ένα μακροχρόνιο μυστήριο: Γιατί τα σέλας εκρήγνυνται περιστασιακά σε μια έκρηξη φωτός που ονομάζεται υποθύελλα;
Οι κάμερες θα φωτογράφιζαν σέλας από κάτω, ενώ το διαστημόπλοιο δειγματοληπτούσε φορτισμένα σωματίδια και ηλεκτρομαγνητικά πεδία από ψηλά. Μαζί, οι επίγειες κάμερες και το διαστημικό σκάφος θα έβλεπαν τη δράση και από τις δύο πλευρές και θα μπορούσαν να συνδυάσουν την αιτία και το αποτέλεσμα - ή έτσι ήλπιζαν οι ερευνητές. Φαίνεται ότι λειτούργησε.
Αυτή η κινούμενη εικόνα τριών καρέ των εικόνων THEMIS/ASI δείχνει σέλας να συγκρούονται στις 29 Φεβρουαρίου 2008. Προσφορά: Toshi Nishimura/UCLA
Η ανακάλυψη ήρθε νωρίτερα φέτος, όταν ο ερευνητής του UCLA Toshi Nishimura συγκέντρωσε ταινίες σε ολόκληρη την ήπειρο από τις μεμονωμένες κάμερες ASI. «Μπορεί να είναι λίγο δύσκολο», είπε ο Νισιμούρα. «Κάθε κάμερα έχει τις δικές της τοπικές καιρικές συνθήκες και συνθήκες φωτισμού, και τα σέλας είναι διαφορετικές αποστάσεις από κάθε κάμερα. Πρέπει να λάβω υπόψη αυτούς τους παράγοντες για έξι ή περισσότερες κάμερες ταυτόχρονα για να κάνω μια συνεκτική, μεγάλης κλίμακας ταινία».
Η πρώτη ταινία που έδειξε στη Λυών ήταν ένα ζευγάρι σέλας να συντρίβονται μαζί τον Δεκέμβριο του 2007. «Ήταν σαν να μην είχα δει τίποτα πριν», θυμάται ο Λάιον. «Τις επόμενες μέρες, ερευνήσαμε περισσότερα συμβάντα. Ο ενθουσιασμός μας αυξήθηκε καθώς πειστήκαμε ότι οι συγκρούσεις γίνονταν ξανά και ξανά».
Ένα σχηματικό διάγραμμα της μαγνητόσφαιρας της Γης. Η Γη είναι ο κύκλος κοντά στη μέση και η ουρά πλάσματος συμβολίζεται με κίτρινο. Πίστωση: Larry Lyons/UCLA
Οι εκρήξεις του φωτός, πιστεύουν, είναι ένα σημάδι ότι κάτι δραματικό συμβαίνει στον χώρο γύρω από τη Γη - συγκεκριμένα, στην «ουρά πλάσματος» της Γης. Μήκους εκατομμυρίων χιλιομέτρων και στραμμένη μακριά από τον ήλιο, η ουρά πλάσματος αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια που συλλαμβάνονται κυρίως από τον ηλιακό άνεμο. Μερικές φορές ονομάζεται 'φύλλο πλάσματος', η ουρά συγκρατείται από το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Το ίδιο μαγνητικό πεδίο που κρατά την ουρά ενωμένη τη συνδέει επίσης με τις πολικές περιοχές της Γης. Λόγω αυτής της σύνδεσης, η παρακολούθηση του χορού του Βόρειου Σέλας μπορεί να αποκαλύψει πολλά για το τι συμβαίνει στην ουρά του πλάσματος.
Ο επιστήμονας του προγράμματος THEMIS Dave Sibeck του Goddard Space Flight Center της NASA, Greenbelt, Md. είπε: «Συνδυάζοντας δεδομένα από επίγειες κάμερες, επίγειο ραντάρ και το διαστημόπλοιο THEMIS, έχουμε τώρα μια σχεδόν πλήρη εικόνα του τι προκαλεί εκρηκτικά υποκαταιγίδες σέλας»,
Η Λυών και η Νισιμούρα έχουν εντοπίσει μια κοινή σειρά γεγονότων. Ξεκινά με μια ευρεία κουρτίνα από αργά κινούμενα σέλας και έναν μικρότερο κόμπο από γρήγορα κινούμενα σέλας, αρχικά πολύ μακριά μεταξύ τους. Η αργή κουρτίνα κρέμεται ήσυχα στη θέση της, σχεδόν ακίνητη, όταν ο γρήγορος κόμπος ορμάει από το βορρά. Τα σέλας συγκρούονται και ακολουθεί μια έκρηξη φωτός.
Πώς συνδέεται αυτή η ακολουθία με γεγονότα στην ουρά του πλάσματος; Η Lyons πιστεύει ότι ο ταχέως κινούμενος κόμπος συνδέεται με ένα ρεύμα σχετικά ελαφρού πλάσματος που εκτοξεύεται μέσω της ουράς. Το ρεύμα ξεκινά στις εξωτερικές περιοχές της ουράς πλάσματος και κινείται γρήγορα προς τα μέσα προς τη Γη. Ο γρήγορος κόμπος των σέλας κινείται σε συγχρονισμό με αυτό το ρεύμα.
Εν τω μεταξύ, η ευρεία κουρτίνα του σέλας συνδέεται με το ακίνητο εσωτερικό όριο της ουράς πλάσματος και τροφοδοτείται από αστάθειες πλάσματος εκεί. Όταν το ελαφρύ ρεύμα φτάσει στο εσωτερικό όριο της ουράς πλάσματος, υπάρχει μια έκρηξη κυμάτων πλάσματος και αστάθειες. Αυτή η σύγκρουση του πλάσματος αντικατοπτρίζεται από μια σύγκρουση σέλας πάνω από τους πόλους.
Ταινίες του φαινομένου παρουσιάστηκαν στο Φθινοπωρινό Συνέδριο της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης σήμερα στο Σαν Φρανσίσκο.
Πηγές: EurekAlert , [email προστατεύεται]