سیارۀ زمین هم «دنباله‌دار» است

فرادید|  اگر اهل پیگیری اخبار علمی باشید، می‌دانید بازار دنباله‌های کیهانی داغ است. همه‌چیز از دنباله‌دار 3I/ATLAS، مهمان میان‌ستاره‌ای جدیدمان، آغاز شد که در سفر کوتاهش از درون محله کیهانی ما، نه‌تنها دنباله‌ای عادی، بلکه یک «دُم معکوس» نادر را هم به نمایش گذاشت. این پدیده‌ها شاید عجیب به نظر برسند، اما کاملاً طبیعی هستند و ما را به پرسشی جالب می‌رسانند: آیا فقط دنباله‌دارها هستند که دُم دارند؟

دنباله‌دارها تنها اجرام دُم‌دار فضا نیستند. سیاره عطارد هم برای خودش دنباله دارد. اینجاست که کنجکاوی ما گل می‌کند: پس تکلیف زمین چه می‌شود؟ آیا سیاره‌ی ما هم دنباله دارد؟ پاسخ کوتاه و شگفت‌انگیز اینست: بله! و این دنباله، دنباله‌ای نامرئی به طول دست‌کم دو میلیون کیلومتر است که در تاریکی فضا، پشت سر ما کشیده شده است.

برای درک بهتر، بیایید از نمونه ساده‌تر یعنی عطارد آغاز کنیم. این سیاره جوّ بسیار رقیقی دارد، اما همین لایه نازک حاوی مقداری سدیم است. نزدیکی به خورشید سبب می‌شود اتم‌های سدیم به‌راحتی تحت تأثیر قرار بگیرند. ناسا این پدیده را این‌گونه توضیح می‌دهد:

نور پراکنده‌شده‌ی خورشید، به سدیم درخشش نارنجی روشنی می‌بخشد. همین فرآیند پراکندگی، به اتم‌های سدیم نیرویی وارد می‌کند؛ این «فشار تابشی» در بخش‌هایی از سال عطارد به‌قدری قوی است که می‌تواند جوّ را از سیاره جدا کند و دُمی بلند و درخشان بسازد.

اما داستان دُم زمین کاملاً متفاوت است. دنباله‌ی سیاره ما نه از سدیم ساخته شده و نه به رنگ نارنجی می‌درخشد؛ بلکه ساختاری مغناطیسی و عظیم است که از ما در برابر طوفان‌های خورشیدی محافظت می‌کند.

همه‌چیز به میدان مغناطیسی زمین برمی‌گردد؛ همان نیروی نامرئی که قطب‌نماها را به حرکت درمی‌آورد و توسط آهن و نیکل مذاب در هسته بیرونی سیاره ما تولید می‌شود. این میدان مغناطیسی، ناحیه‌ای به نام «مگنتوسفر» یا مغناطیس‌کره را در اطراف ما ایجاد می‌کند. حباب مغناطیسی، سپری حیاتی در برابر باد خورشیدی است؛ جریانی بی‌وقفه از ذرات باردار که از خورشید به بیرون پرتاب می‌شوند.

مگنتوسفر ما این ذرات را به دام می‌اندازد و گاز بارداری به نام «پلاسما» را در خود نگه می‌دارد. حالا تصور کنید چه اتفاقی می‌افتد وقتی باد خورشیدی با سرعت به این سپر مغناطیسی برخورد می‌کند. ناسا برای توضیح این پدیده از یک نمونه عالی استفاده می‌کند:

یک قطره باران در ابتدا کمابیش کروی است. اما هنگام سقوط و افزایش سرعت، مقاومت هوا سبب می‌شود شکل قطره تغییر کند. باد خورشیدی هم مگنتوسفر زمین را به شکلی مشابه تغییر می‌دهد: در سمتِ روز زمین مانند سر قطره‌ی باران، آن را فشرده می‌کند و در سمتِ شب آن را شبیه دُم قطره می‌کشد و در نهایت شکلی شبیه قطره اشک به آن می‌دهد.

این دنباله‌ی کشیده‌شده در سمت شب، همان دُم زمین است که دانشمندان آن را مگنتوتیل یا «مغناطیس‌دُم» می‌نامند.

دنباله زمین معمولاً ساختاری پایدار است، اما در برابر خشم خورشید کاملاً بی‌دفاع نیست. در آوریل ۲۰۲۳، فوران جرم تاجی (CME) بسیار قدرتمندی به زمین برخورد کرد و اتفاقی نادر را رقم زد: مغناطیس‌دم زمین عملاً از هم گسست. طوفان خورشیدی به‌قدری شدید بود که برای مدتی ساختارهای جدیدی به نام بال‌های آلفون جای دنباله‌ی همیشگی را گرفتند.

در مقاله‌ای که این رویداد ۲۰۲۳ را تحلیل کرد، آمده است: «گاهی، به‌ویژه در میدان‌های مغناطیسی قوی فوران‌های جرم تاجی خورشید، سرعت آلفون از سرعت باد خورشیدی بیشتر می‌شود. شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند که در این شرایط، مگنتوسفر زمین به ساختار بال‌های آلفون تغییر شکل می‌دهد.»

رویداد یادشده نشان داد سپر محافظ زمین چقدر پویا و گاهی نیز شکننده است. با وجود این نوسانات، دانشمندان تخمین می‌زنند باد خورشیدی می‌تواند مغناطیس‌دم را تا فاصله‌ای معادل هزار برابر شعاع زمین بکشاند. بااین‌حال، مطالعه‌ی دقیق این ساختار غول‌پیکر اصلاً کار ساده‌ای نیست.

آژانس فضایی اروپا توضیح می‌دهد: «دلیل اصلی این موضوع، اندازه بسیار بزرگ مغناطیس‌دم است. یک فضاپیمای منفرد به‌تنهایی شانسی برای کشف همه رازهای این ناحیه پهناور ندارد.» به همین دلیل، دنباله‌ی نامرئی زمین همچنان یکی از بزرگ‌ترین و مرموزترین ساختارهای نزدیک به خانه است که رازهای بسیاری را در دل خود پنهان دارد.