علماء فيزياء يكتشفون آلية "كونية" جديدة لتشكل البرق
وأوضح البروفيسور فيكتور باسكو، أحد قادة الفريق البحثي، أن الدراسة دمجت معطيات علمية متفرقة تراكمت على مدى سنوات، شملت رصد ومضات أشعة سينية مرتبطة بالبرق، والمجالات الكهربائية المحيطة بها، وظواهر الانهيارات الإلكترونية داخل الغلاف الجوي.
وقال باسكو: "لقد أعددنا أول نموذج موحدا يشرح كيف تنشأ تفريغات البرق، ويجمع بين الأشعة السينية، وأشعة غاما، والموجات الراديوية، والانهيارات الإلكترونية المرتبطة بها".
أظهرت البيانات التي جمعتها الأقمار الصناعية أن ومضات البرق غالبا ما تكون مصحوبة بانفجارات من أشعة غاما وأشعة سينية، ترصد بوضوح من الفضاء.
ووفقا للدراسة، فإن هذه الظواهر ترتبط باختراق حزم من الإلكترونات عالية الطاقة – تعرف باسم "الإلكترونات الكونية" – إلى طبقات الجو العليا، حيث تتفاعل مع الحقول الكهربائية المكثفة القريبة من السحب الرعدية.
وعندما تتسارع هذه الإلكترونات وتصطدم بذرات النيتروجين والأكسجين في الغلاف الجوي، تولد جسيمات ضوئية عالية الطاقة (فوتونات) قادرة بدورها على تحرير إلكترونات جديدة من جزيئات الهواء. ويتكرر هذا التسلسل بسرعة هائلة فيما يشبه "سلسلة تفاعلات إلكترونية"، ما يؤدي إلى توليد ومضات قوية من أشعة غاما والموجات الراديوية، وهي إشارات مميزة لنشوء تفريغ كهربائي، أو ما يعرف بالبرق.
لطالما شكك العلماء في ارتباط انفجارات أشعة غاما بالبرق، نظرا للصعوبة البالغة في تسريع الإلكترونات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء داخل الغلاف الجوي الكثيف. غير أن النموذج الجديد يقدم تفسيرا مقنعا لهذا الارتباط، من خلال ما يعرف بـ"الانهيار الإلكتروني المتسلسل" الناتج عن تأثيرات الفوتونات عالية الطاقة، وهي آلية تتيح بالفعل إنتاج سيل من الجسيمات المشحونة القادرة على إطلاق تفريغات البرق.
وأشار البروفيسور باسكو إلى أن هذه الآلية قد تحدث في مناطق ذات كثافة إلكترونية عالية داخل العواصف، حيث تسجل انفجارات أشعة غاما، ويمكن أن تظهر بدرجات شدة متفاوتة. وهو ما يفسر التباين الزمني بين ومضات الإشعاع المختلفة المسجلة أثناء العواصف الرعدية، سواء من الأرض أو من الفضاء.
يمثل هذا الاكتشاف خطوة كبيرة في فهم فيزياء العواصف الرعدية، ويعيد تشكيل النظرة التقليدية لتكون البرق. كما يعزز من دقة النماذج المناخية والكهربائية الجوية، ويفتح الباب أمام دراسات جديدة حول تأثيرات الجسيمات الفضائية على البيئة الأرضية.
وقالت دائرة الصحافة بجامعة بنسلفانيا إن نتائج البحث توفر أساسا علميا يمكن البناء عليه لتطوير أدوات رصد وتوقعات أكثر دقة للطقس العاصف، إلى جانب إمكانية استخدامها في فهم آليات مماثلة على كواكب أخرى في النظام الشمسي.
المصدر: تاس
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
روسيا اليوم
منذ يوم واحد
- روسيا اليوم
علماء يحددون موعد نفاد الأكسجين وانقراض الحياة على الأرض!
يُذكر أن الأكسجين هو أساس الحياة على الأرض، فبدونه لا يستطيع البشر ولا الحيوانات ولا النباتات البقاء. ولكن، ماذا لو اختفى يوما ما؟ أجرى العلماء من وكالة "ناسا" الأمريكية وجامعة "توهو" اليابانية دراسة موسعة لتحديد موعد حدوث ذلك. يتألف الغلاف الجوي للأرض حاليا من نحو 78% نيتروجين، و21% أكسجين، وحوالي 1% غاز الأرجون، و0.04% ثاني أكسيد الكربون. لكن الأمور لم تكن كذلك دائمًا، فبحسب فرضيات العلماء، كانت تركيبته الأصلية قائمة أساسًا على ثاني أكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، والميثان، والأمونيا، بينما كان الأكسجين شبه معدوم. في تلك الظروف، لم تستطع سوى البكتيريا اللاهوائية البدائية، أي التي لا تحتاج إلى أكسجين للحياة، أن تعيش على كوكبنا. وحدث تغيير كبير قبل نحو 2 إلى 2.45 مليار عام، عندما بدأ الأكسجين بالانتشار تدريجيا في الغلاف الجوي بفضل كائنات المحيطات. وكان هذا الغاز منتجا ثانويا لعملية البناء الضوئي، أو بالأحرى الآلية التي تحصل فيها الكائنات الحية على الكربوهيدرات اللازمة لحياتها من الماء وثاني أكسيد الكربون. واستخدم العلماء برنامجا متخصصا اختُبر 400 ألف مرة لمحاكاة مستقبل الكوكب. وكشفت النتائج أنه بعد مليار عام، وبالتحديد في عام 1,000,002,021، سيهبط مستوى الأكسجين على الأرض إلى قيم منخفضة بشكل خطير، الأمر الذي سيؤدي إلى انقراض جميع أشكال الحياة المعتمدة على الأكسجين (O₂).وستختفي الكائنات الحية المعقدة، ولن يتمكن البشر ولا الحيوانات ولا النباتات من البقاء بدون الأكسجين. سيصبح الغلاف الجوي غنيًا بالميثان وثاني أكسيد الكربون، مما يجعله غير صالح للتنفس. والكائنات الحية الوحيدة التي ستبقى على قيد الحياة هي البكتيريا اللاهوائية التي لا تحتاج إلى الأكسجين. يشير العلماء إلى أن التقدم التقني قد يلعب دورا محوريا في بقاء البشرية. وإذا تمكن البشر من استعمار كواكب أخرى أو إنشاء أنظمة دعم حياة اصطناعية بحلول ذلك الوقت، فسيكون هناك أمل في تجنب الكارثة. ورغم أن توقعات العلماء تبدو مرعبة، إلا أن البشرية تملك وقتا للاستعداد. ومليار عام هو إطار زمني هائل يمكن خلاله أن تصل التكنولوجيا إلى آفاق لا تُصدق.المصدر: تاس كشف التحليل الجيوكيميائي لعينات من خليج بافن عن وجود كريات مجهرية ومعادن نادرة مميزة للأجسام الفضائية. تعزز هذه النتائج فرضية وقوع حدث كوني كارثي قبل 12,800 عام. من الكوارث الطبيعية إلى الحوادث النادرة، تتنوع الأسباب التي قد تهدد حياة الإنسان، بعضها مألوف وأكثر شيوعا، وبعضها يبدو بعيد الاحتمال لكنه لا يخلو من الخطر.
روسيا اليوم
منذ 2 أيام
- روسيا اليوم
بعد 33 عاما من الغياب.. مخلوق نادر وسري يظهر مجددا في فلوريدا
وفي دراسة جديدة نُشرت في مجلة Florida Ornithological Society، أكد الباحثون العثور على حوالي 23 فردا من هذا النوع، موزعة في موقعين فقط: غابة أوسيولا الوطنية وغابة جون إم. بيثيا الحكومية. ويعتبر هذا الاكتشاف الأول من نوعه بعد غياب 33 عاما، إذ كان يُعتقد أن السلمندر قد اختفى من فلوريدا بسبب فقدان موائل الأراضي الرطبة التي يعيش فيها. وينتشر السلمندر متعدد الخطوط أصلا في المناطق الساحلية الممتدة من شمال شرق فلوريدا وحتى فرجينيا، وكان معروفا سابقا في أربع مقاطعات بفلوريدا فقط. وواجه الباحثون تحديات خلال عمليات المسح بين عامي 2022 و2024، منها ارتفاع منسوب المياه الذي صعّب استكشاف بعض الموائل، ما دفعهم إلى ابتكار تقنية جديدة تعتمد على أكياس شبكية مملوءة بأوراق متحللة تُوضع في قيعان الجداول لتوفير بيئة محاكاة للموائل الطبيعية التي يفضلها السلمندر. وأجرى الفريق مسوحات منتظمة باستخدام عدة تقنيات، مثل التجريف وشباك الغمس والمسح اليدوي، لضمان رصد أي أثر للحيوان. ويُعرف السلمندر، الذي يُوصف عادة بالسري والمائي في بيئته، بندرة ظهوره حتى في المناطق التي يتواجد فيها عادة، ويُصنف ضمن الأنواع التي تحتاج إلى حماية خاصة في فلوريدا. ويحذر الباحثون من أن أعداد هذا النوع قد تواجه تهديدات متزايدة بسبب تغير المناخ وتدمير الموائل، لا سيما أن السلمندر يعيش على حدود نطاق انتشاره الجغرافي في الولاية. ويشير معدو الدراسة إلى أن الأنواع التي تسكن أطراف نطاقها الجغرافي غالبا ما تُهمل في خطط الحفظ، رغم أهميتها البيئية والتراثية. ويعد السلمندر متعدد الخطوط جزءا فريدا من التراث الطبيعي لفلوريدا، ما يستوجب بذل جهود مستمرة لحمايته وضمان استمراريته في البرية. المصدر: ديلي ميل وجد علماء الحفريات الصينيون بالتعاون مع زملائهم الكنديين دليلا جديدا على هجرة الزواحف القديمة من أمريكا الشمالية إلى آسيا. كشف باحثون عن أصغر ذكر من الزواحف في العالم يمكن أن يلائم أطراف الأصابع، Brookesia nana، وهو نوع صغير للغاية من الحرباء من الغابات المطيرة في شمال مدغشقر. يبدو أن عام 2020 يخبئ الكثير من المفاجآت للولايات المتحدة، فبعد انتشار الوباء المميت وغزو الدبابير القاتلة والعثة الغجرية، تأتي السحالي العملاقة لتلحق الخراب بالحياة البرية.
روسيا اليوم
منذ 2 أيام
- روسيا اليوم
اكتشاف أضخم الثقوب السوداء في الكون
يقع هذا الثقب في مركز مجرة قديمة تبعد حوالي 5 مليارات سنة ضوئية عن الأرض، ويُظهر ظاهرة فلكية نادرة تُعرف باسم "حلقة أينشتاين"، وهي تشوه مضيء للضوء ناجم عن تأثير الجاذبية. نُشر هذا البحث في مجلة Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. وشرح عالم الفلك كارلوس ميلو من الجامعة الفيدرالية في ريو غراندي دو سول بالبرازيل، والباحث الرئيسي في الدراسة، قائلاً: "هذا الثقب الأسود في حالة خمول؛ فهو لا يشع ضوءًا ولا يبتلع المادة بنشاط كما هو الحال في الكوازارات العادية. ومع ذلك، فإن جاذبيته الهائلة تشوه نسيج الزمكان إلى درجة تحرف الضوء القادم من مجرة أكثر بعدًا خلفه، مما يخلق تأثير 'العدسة الجاذبية'".وأضاف الباحث: "تحقق هذا الاكتشاف للثقب الأسود 'النائم' بفضل رصد تأثير جاذبيته." واستخدم العلماء طريقتين رئيسيتين لاكتشاف الثقب الأسود: رصد حركية النجوم: أي تتبع حركة النجوم داخل المجرة. فقد رصد الفلكيون قرب مركز المجرة نجوما تسير بسرعات تصل إلى 400 كيلومتر في الثانية، مما يشير إلى وجود كتلة هائلة تؤثر على حركتها. رصد العدسة الجاذبية: وهي ظاهرة ينحني فيها الضوء المار بالقرب من جسم ضخم مثل الثقب الأسود، تمامًا كما تعمل العدسة. وفي هذه الحالة، انحنى ضوء مجرة بعيدة أثناء مروره قرب ما يُسمى بـ"الحدوة الفضائية" (Cosmic Horseshoe)، مُشكلًا حلقة مضيئة تسمح برصد كتلة الجسم المشوه للضوء. وقال البروفيسور توماس كوليت من جامعة بورتسموث: "بدمج هاتين الطريقتين القياسيتين، يمكننا أن نكون واثقين تماما من وجود هذا الثقب الأسود، الذي يُعد واحدا من أكبر عشرة ثقوب سوداء كتلة، وربما الأضخم على الإطلاق. وبفضل منهجيتنا، فإن ثقتنا في تقدير كتلته أكبر بكثير مما هو معتاد في مثل هذه الحالات." ويقع هذا الثقب الأسود داخل مجرة أحفورية أو ما يُسمى بـ"مقبرة مجرية"، وهو مصطلح يُطلق على المجرات التي تشكلت نتيجة اندماج مجرات عديدة، ولم تعد تُشكل نجوما جديدة، بل تحتوي فقط على "بقايا" النشاط النجمي السابق. ويعتقد العلماء أن هذه الكتلة الهائلة للثقب الأسود نتجت عن عمليات اندماج متكررة لثقوب سوداء فائقة الكتلة داخل مجرات متصادمة. فكل اندماج مجري أضاف كتلة إلى الثقب الأسود المركزي حتى تشكل هذا العملاق الهائل. يسلط هذا الاكتشاف الضوء على العلاقة الوثيقة بين تطور المجرات ونمو الثقوب السوداء. ففي فترات النشاط، تغذي المجرات ثقوبها السوداء بالغاز والنجوم، مما يؤدي أحيانا إلى انفجارات طاقة هائلة تُعرف بالكوازارات، والتي قد توقف تكوين نجوم جديدة عبر تسخين أو طرد الغاز المحيط.المصدر: التقط علماء الفلك ما يعتقدون أنه أول عملية ولادة مسجلة لثقب أسود فائق الكتلة، وهو اكتشاف قد يحل أحد أعظم ألغاز الكون. كشف علماء كونيات من أوروبا والولايات المتحدة عن أدلة نظرية تشير إلى احتمال وجود نجوم "خالدة" في قلب مجرة درب التبانة.
