این کشف پرسشهای بزرگی را درباره چگونگی ایجاد این سیگنالها مطرح کرده است.
این سیگنالها که به نام امواج کر شناخته میشوند، انفجارهای کوتاهمدت از تابش الکترومغناطیسی هستند که از ارتفاع بسیار بالای سطح زمین منتشر میشوند. زمانی که این سیگنالها به فرمت صوتی تبدیل و کشیده شوند، صدایی شبیه به جیرجیر پرندگان ایجاد میکنند.
ما از دههها پیش از وجود این سیگنالها آگاه بودیم و باور عمومی بر این است که این امواج ناشی از ناپایداری در پلاسما هستند: گازی یونیزه که از تعادل خارج شده و امواج الکترومغناطیسی را به شکل الگوهای مشخص تولید میکند.
تا کنون، دورترین نقطهای که این امواج از زمین شناسایی شده بودند، فاصلهای معادل ۵۱,۰۰۰ کیلومتر بود. این فاصله تقریباً همان جایی است که میدان مغناطیسی زمین به وضوح شبیه به یک آهنربای با قطبهای متقابل ظاهر میشود؛ ویژگیای که فیزیکدانها فکر میکردند برای ایجاد ناپایداریهای لازم در پلاسمای در حال جریان در منظومه شمسی ضروری است.
اما تحقیقات جدید انفجارهایی از تابش با ویژگیهای بسیار مشابه را در فاصلهای حدود ۱۶۵,۰۰۰ کیلومتر از زمین شناسایی کرده است؛ جایی که میدان مغناطیسی زمین بسیار پیچیدهتر و نامنظمتر است. به نظر میرسد که امواج کر وابستگی چندانی به میدان مغناطیسی ساده و دو قطبی ندارند.
پژوهشگران در مقاله منتشرشده خود نوشتهاند: «چنین شباهتهایی نشان میدهند که تولید این امواج منحصر به محیط محلی نیست و میتوانند در هر نقطهای از فضا توسعه یابند.»
این پژوهش با تجزیهوتحلیل دقیق تصاویر با وضوح بالا از مأموریت ماهوارهای چندمقیاسی مغناطوسفر ناسا (MMS)، که در سال ۱۳۹۳ پرتاب شد، انجام شد تا این امواج در چنین فاصلهای شناسایی شوند.
با اینکه یافتهها برخی از فرضیات موجود درباره امواج کر را به چالش میکشد، یکی از فرآیندهای فرضی پیشین برای اولین بار مشاهده شد: انتقال انرژی از ذرات پلاسمایی به امواج کر در مناطقی اتفاق میافتد که تعداد الکترونها نسبتاً کم است و به نام حفرههای الکترونی شناخته میشود.
این شواهد نشان میدهد که پدیدهای به نام رزونانس سیکلوترون الکترونی در این فرآیند نقش دارد و الگوهای جیرجیر متمایزی که مشاهده میشود، به واسطه تطابق بین فرکانس الکترونها و امواج ایجاد میشود و به انتقال بیشتر انرژی منجر میگردد.
پژوهشگران نوشتهاند: «این حفرههای الکترونی مرتبط با امواج کر پیشتر بهخوبی در شبیهسازیها مطالعه شده بودند و اکنون بهصورت مستقیم مشاهده شدهاند.»
از آنجایی که امواج کر برخی از قویترین پالسهای تابش الکترومغناطیسی در فضا هستند – که نقشی کلیدی در کمربند تابشی زمین دارند و میتوانند تهدیدی برای عملکرد ماهوارهها باشند – نیاز داریم که هرچه بیشتر درباره آنها بدانیم تا بتوانیم زمان وقوع آنها را پیشبینی کنیم.
سیارات دیگری مانند مریخ، مشتری و زحل نیز دارای امواج کر هستند، بنابراین این کشفها اطلاعات بیشتری درباره کیهان گستردهتر و نحوه شکلگیری میدانهای مغناطیسی اطراف سیارات به ما میدهد.
پژوهشگران در پایان گفتهاند: «مشاهدات ما میتواند به حل مناقشات طولانیمدت درباره انتشار امواج کر کمک کند و درک بهتری از انتقال انرژی در محیطهای فضایی و اخترفیزیکی فراهم آورد.»
