פרצה ענקית בשדה המגנטי של כדור הארץ איפשרה לסופת שמש לחדור פנימה

הפרצה העצומה שלמעשה חשפה את כל כדור הארץ לרוח השמש למשך יום אחד גדולה פי 10 ממה שחשבו שאפשרי והיא עלולה לחזור על עצמה במחזור השמש הנוכחי

להק בן חמש חלליות של נאס”א המכונות THEMIS גילו לאחרונה פרצה בשדה המגנטי של כדור הארץ, גדולה פי 10 לעומת מה שנחשב בעבר לפרצה המרבית. רוח השמש יכול לחדור דרך הפתח להטעין את המגנטוספירה וליצור סערות גיאו מגנטיות. עצם קיומם של פרצות כאלו אינן בגדר ההפתעה הגדולה ביותר. החוקרים נדמהים אפילו יותר מהדרך המוזרה והבלתי צפויה שבה הן נוצרות, והידע החדש שהושג הופך על פניו רעיונות ותיקים רבים אודות פיסיקת החלל. כזכור, זו התגלית השניה החשובה של לוויני תמיס. הקודמת היתה גילויים של כבלים מגנטיים המקשרים בין כדור הארץ לשמש.

“בתחילה לא האמנתי” אמר המדען הראשי בפרויקטת תמיס, דייויד סיבק ממרכז טיסות החלל גודארד. “הממצאים משנים באופן בסיסי את הבנתנו אודות ההשפעה ההדדית בין רוח השמש והמגנטוספירה של כדור הארץ.

המגנטוספירה הינה בועה של מגנטיות המקיפה את כדור הארץ ומגינה עלינו מפני רוח השמש. חקר הבועה הזו הוא אחת המטרות העיקריות של משימת תמיס, ששוגרה בפברואר 2007. הגילוי הגדול התרחש ב-3 ביוני 2007 כאשר חמשת החלליות חלפו באורח מקרי דרך הפרצה בדיוק כשזו נפתחה. החיישנים שהן נושאות תיעדו מבול של חלקיקי רוח השמש הזורמים לתוך המגנטוספירה, דבר המעיד על אירוע בסדר גודל בלתי צפוי.

“מדובר בפתח עצום, בקוטר של פי 4 מכדור הארץ עצמו” אמר ונהואי לי, פיסיקאי חלל באוניברסיטת ניו המפשייר שניתח את הנתונים. עמיתו של לי, ג'ימי רידר, אף הוא מניו המפשייר אמר “10 בחזקת 27 חלקיקים לשניה נכנסו לתוך המגנטוספירה,כלומר 1 ואחריו 27 אפסים. מספר זה מהווה לפחות סדר גודל אחד יותר ממה שחשבנו שאפשרי.”

האירוע החל כמעט ללא התרעה כאשר משב עדין של רוח השמש הביא חבילת שדות מגנטיים מהשמש לכדור הארץ. כמו תמנון הכורך את זרועות הציד שלו סביב צדפה, השדות המגנטיים מפילים את עצמם סביב המגנטוספירה וסודקים אותה כך שתיפתח. הסדיקה מושלמת באמצעות תהליך המכונה צירוף מחדש (magnetic reconnection). מעל הקטבים, בגובה רב, התחברו השדות המגנטיים הארציים והשמשיים ויצרו מעין תעלה לרוח השמש. התעלות הללו מעל האוקיאנוס הארקטי ומעל אנטארקטיקה התפשטו במהירות והתמזגו מעל קו המשווה תוך שהם יוצרים את הפרצה המגנטית הגדולה ביותר שתועדה בידי לוויין עד כה.

גודל הפרצה הפתיע את החוקרים. “ראינו דברים כאלה קודם לכן” אמר רידר, “אך מעולם לא בקנה מידה כזה. כל צד היום של כדור הארץ היה פתוח לרוח השמש.” התוצאות היו אפילו מפתיעות יותר. פיסיקאי חלל האמינו עד כה כי החורים במגנטוספירה נפתחים רק כאשר השדות המגנטיים של השמש פונים דרומה. הפרצה של יוני 2007 נפתחה בתגובה לשדות מגנטיים שמשיים הפונים צפונה. “לאדם הפשוט זו נשמעת התפלפלות אך עבור פיסיקאי החלל מדבור ברעידת אדמה” אמר סיבק. “כאשר אני אומר זאת לעמיתים, רובם הגיבו בספקנות כאילו אני מנסה לשכנע אותם שהשמש זורחת במערב”.

ההסבר הוא פשוט. רוח השמש לוחצת על המגנטופסירה של כדור הארץ כמעט ישירות מעל קו המשווה, במקום בו השדה המגנטי של כדור הארץ פונה צפונה. אם חבילות של מגנטיות מגיעות ומצביעות אף הן צפונה, שתי השדות יחזקו זה את זה, ויהדקו עוד יותר את השדה המגנטי המגן על כדור הארץ ובכך ינעלו עוד יותר את הדלת לרוח השמש. בשפת פיסיקאי החלל, שדה מגנטי שמשי הפונה צפונה מכונה IMF צפוני, והוא שווה ערך ל”המגינים מורמים”. לפיכך ניתן לתאר את ההפתעה כאשר IMF צפוני מגיע והמגינים יורדים במקום לעלות” אמר סיבק. “הדבר הופך לחלוטין את הבנת הדברים”.

לדברי רידר, IMF צפוני לא מניע סופות גיאומגנטיות, אך הם מכינים את התשתית לסופות באמצעות הטענת המגנטוספירה בפלסמה. מגנטוספירה טעונה מספקת לנו את תופעת זוהר הקטבים, וגורמת להפסקות חשמל והפרעות אחרות שיכולות להגרם כאשר מגיעה גם סופת שמש באותו הזמן.

רידר מחכה להפתעות נוספות כאשר אנו נכנסים למחזור השמש ה-24. מסיבה לא ברורה, מחזורי שמש בעלי מספרים זוגיים נוטים לחמם את כדור הארץ כאשר הקצה המוביל של רוח השמש ממוגנט צפונה. שדה מגנטי זה יכול לגרום לטעינת האטמוספירה, ולפנות דרך פנימה לחלק העיקרי של הסופה. “זהו התרחיש המוביל לאירוע גדול באמת” אמר רידר.

סיבק מסכים: “תוצאת התהליך תהיה סופות גיאומגנטיות חזקות יותר מאלו שראינו במשך שנים רבות.”

לידיעה באתר נאס”א

תופעה הקשורה לזו המתוארת בכתבה זו: החמצן דולף מהאטמוספירה לחלל באמצעות זוהר הקוטב