في كل مرة تضغط فيها دفعة على الحدود الخارجية للدرع - وهي منطقة تعرف باسم فترة التوقف المغناطيسي - تموج الاهتزازات عبر سطحها ثم تنعكس مرة أخرى بمجرد وصولها إلى الأقطاب المغناطيسية ، تمامًا مثل وجه تموجات الطبلة بينما يدق عازف الإيقاع عليه.
وقال الباحثون إن (لفة الطبل) هذه هي المرة الأولى منذ أن اقترح الباحثون فكرة مغناطيسية يشبه الطبل قبل 45 عامًا أن التكنولوجيا سجلت الظاهرة مباشرة.
الغلاف المغناطيسي على جانب النهار ، جانب المجال المغناطيسي مباشرة بين الأرض والشمس ، هو مكان واسع. قال الباحث الرئيسي في الدراسة مارتن آرتشر ، وهو فيزيائي بلازما الفضاء بجامعة كوين ماري في لندن ، إنه يمتد عادة حوالي 10 أضعاف نصف قطر الأرض باتجاه الشمس ، أو حوالي 41000 ميل (66000 كيلومتر).
وأشار آرتشر إلى أن الحركة في فترة التوقف المغناطيسي يمكن أن تؤثر على تدفق الطاقة داخل البيئة الفضائية للأرض. على سبيل المثال ، يمكن أن يتأثر انقطاع الطنين المغناطيسي بالرياح الشمسية ، وكذلك الجسيمات المشحونة في شكل بلازما تنطلق من الشمس. هذه التفاعلات مع المغناطيسية ، بدورها ، لديها القدرة على إتلاف التكنولوجيا ، بما في ذلك شبكات الطاقة وأجهزة GPS.
على الرغم من أن الفيزيائيين قد اقترحوا أن الانفجارات من الفضاء يمكن أن تهتز الانقطاع المغناطيسي مثل الأسطوانة ، إلا أنهم لم يروا ذلك أثناء العمل. عرف آرتشر أن هذه ستكون ظاهرة صعبة للقبض عليها. قد يحتاج المرء إلى العديد من الأقمار الصناعية في الأماكن المناسبة في الوقت المناسب (أي ، تمامًا مثل الانفجار المغناطيسي مع دفعة قوية). كان من المأمول أن هذه الأقمار الصناعية لن تلتقط الاهتزازات فحسب ، بل تستبعد أيضًا العوامل الأخرى التي ربما تسببت أو ساهمت في الموجات الشبيهة بالطبل.
لكن آرتشر قال لـ Live Science إن آرتشر وفريقه لم يتراجعوا ، ودرسوا نظرية هذه التذبذبات الشبيهة بالطبلة ، مع مراعاة بعض التعقيدات التي تم حذفها من النظرية الأصلية. "تضمن هذا الجمع بين نماذج أكثر واقعية للغلاف المغناطيسي طوال اليوم ، بالإضافة إلى إجراء عمليات محاكاة عالمية للكمبيوتر لاستجابة الغلاف المغناطيسي للنبضات الحادة."
وقال إن هذه النماذج والمحاكاة "أعطتنا تنبؤات قابلة للاختبار للبحث عنها في رصد الأقمار الصناعية".
بعد ذلك ، قام العلماء بتجميع "قائمة المعايير التي ستكون مطلوبة لإعطاء أدلة لا لبس فيها على هذا الطبل" ، قال آرتشر. كانت هذه المعايير صارمة ، وتتطلب وجود ما لا يقل عن أربعة أقمار صناعية على التوالي بالقرب من حدود الغلاف المغناطيسي. عندها فقط يمكن للباحثين جمع البيانات حول دافع القيادة ، وحركة الحدود وأصوات التوقيع داخل الغلاف المغناطيسي.
بشكل مدهش ، كل شيء سقط في مكانه بالنسبة للباحثين. NASA's Time History of Events and Macroscale التفاعلات خلال مهمة العواصف الفرعية (THEMIS) لديها خمسة مجسات متطابقة كانت تدرس الشفق القطبي ، أو الأضواء القطبية. وقال إن هذه المركبات الفضائية كانت قادرة على وضع علامة في كل صندوق يحتاجه آرتشر وفريقه لتأكيد أن الغلاف المغناطيسي يهتز مثل الأسطوانة.
وقال آرتشر: "وجدنا أول دليل مباشر مباشر لا لبس فيه على أن الاهتزاز المغناطيسي يتذبذب في نمط موجة واقفة ، مثل الأسطوانة ، عندما يضرب بقوة دافعة". "بالنظر إلى 45 عامًا منذ النظرية الأولية ، تم اقتراح أنها قد لا تحدث ببساطة ، لكننا أظهرنا أنها ممكنة."
يصف آرتشر النتيجة بمزيد من التفصيل في مقطع فيديو أنشأه.
وكانت النتيجة موسيقى لآذان آرتشر.
وقال إن "المجال المغناطيسي للأرض هو آلة موسيقية عملاقة تؤثر سمفونيتنا علينا بشكل كبير خلال طقس الفضاء". "لقد عرفنا نظائر الرياح وتحدث الآلات الوترية داخلها لعقود ، ولكن يمكننا الآن إضافة بعض الإيقاع في المزيج أيضًا".
ومع ذلك ، من المستحيل في الأساس سماع هذه الاهتزازات في الفضاء. قال آرتشر: "الترددات التي اكتشفناها - 1.8 و 3.3 ملي هرتز - أقل من 10000 مرة في الملعب بحيث لا يمكن سماعها على أذن الإنسان".
علاوة على ذلك ، "هناك عدد قليل جدًا من الجسيمات في الفضاء ، لدرجة أن الضغوط المرتبطة بالتذبذبات لن تكون قوية بما يكفي لتحريك طبلة الأذن". من أجل سماع البيانات ، كان عليه هو وفريقه "التلاعب بالبيانات من الأدوات الحساسة على متن تحريات THEMIS لتحويل الإشارات إلى شيء مسموع بالنسبة لنا."
ملحوظة المحرر: تم تصحيح القصة لتغيير ميغاهيرتز إلى ملي هيرتز. المللي هيرتز أصغر ألف مرة من هيرتز ، وهذا هو السبب في أن الترددات من انقطاع الطنين المغناطيسي منخفضة جدًا في درجة أن تسمعها الأذن البشرية.
