شفق‌های قطبی مه 2024، نقشه‌برداری‌شده به دست 696 شاهد عادی

شفق‌های قطبی معمولاً نزدیک قطب‌ها می‌مانند. در طوفان‌های ژئومغناطیسی، به سوی استوا می‌لغزند. طوفانی که در 10 مه 2024 آغاز شد، شدیدترین طوفان از زمان «طوفان‌های هالووین» اکتبر–نوامبر 2003، یعنی بیش از 20 سال پیش، بود. این طوفان از چند ابر پلاسمای خورشیدی، یعنی پرتاب‌های جرم تاجی، سرچشمه گرفت که از خوشه‌ای از لکه‌های خورشیدی به قطر شانزده برابر زمین پرتاب شده بودند. نویسندگان به یاد دکتر Jennifer Gannon آن را طوفان گانن (Gannon Storm) می‌نامند.

نقاط کور علم

چنین طوفان‌هایی بیضی شفقی (auroral oval) را فراتر از مناطقی می‌رانند که بیشتر ابزارهای رصد شفق در آن‌ها قرار دارند. مدل‌ها هم دچار مشکل می‌شوند: یک مدل استاندارد بیضی شفقی برای شرایطی تا شاخص Kp برابر 8+ تنظیم شده بود و در این طوفان Kp در سه دورهٔ سه‌ساعتهٔ جداگانه به 9 رسید. و چون طوفان کمتر از یک ماه و نیم پیش از انقلاب تابستانی شمالی رخ داد، بسیاری از ابزارهای نوری در شمال دور خاموش بودند، چون آسمان به اندازهٔ کافی تاریک نبود.

اعداد نشان می‌دهند این طوفان چقدر حاد بود. شاخص SuperMAG جریان‌های شفقی در دو دقیقه از کمتر از 200 به بیش از 800 نانوتسلا جهید و به اوج 4,276 nT رسید. از اواخر 2003 تا پایان 2023، این شاخص تنها هفت بار از 4,000 nT فراتر رفته بود. شاخص جریان حلقوی به −427 nT افت کرد؛ در آن بیست سال تنها یک بار به زیر −300 رسیده بود.

696 گزارش از بیش از 30 کشور

در همان زمان، رسانه‌های خبری و شبکه‌های اجتماعی میلیون‌ها نفر را باخبر کرده بودند و گوشی‌های امروزی می‌توانند از شفق عکس بگیرند. Maxime Grandin از دانشگاه هلسینکی و مؤسسهٔ هواشناسی فنلاند، همراه با چهارده هم‌نویسنده — که سه نفرشان دانشمند شهروند بودند — از طریق کارگروه ARCTICS مؤسسهٔ بین‌المللی علوم فضایی (International Space Science Institute) در برن یک فرم برخط راه انداختند. از 18 مه تا 24 ژوئن 2024، این فرم 696 گزارش از بیش از 30 کشور گرد آورد: مردم کجا و کی شفق را دیدند، رنگ‌ها و شکل‌هایش، و هر اختلالی در GPS، شبکه‌ها یا برق. تیم 186 مشاهده نیز از Skywarden، یک فهرست فنلاندی نظارت‌شده، افزود.

گزارش‌ها از کجا آمدند: مشاهده‌های شفق از نظرسنجی (سیاه) و Skywarden (آبی)، اختلال‌های فناوری (سرخ)، همراه با منحنی‌های عرض ژئومغناطیسی. — شکل 2، Grandin و همکاران (2026)، arXiv:2610.19929.

بسیار نزدیک‌تر به استوا

بیشتر مشاهده‌ها از میان 40° تا 60° عرض ژئومغناطیسی بود و چند مورد از پایین‌تر. افراطی‌ترین گزارش، از San Pedro de Atacama در شیلی در −14.5°، احتمالاً درخشش غیرعادی جو بالایی بود تا یک شفق واقعی. با این حال، نویسندگان نتیجه می‌گیرند که شفق بسیار نزدیک‌تر از پیش‌بینی مدل‌های بیضی شفقی به استوا رسید. تعریف رسمی شدیدترین ردهٔ طوفان می‌گوید شفق‌ها معمولاً تا حدود 40° دیده می‌شوند.

موقعیت شاهدان دقیقاً همان جایی نیست که شفق در آن می‌درخشید: درخششی سرخ در ارتفاع 250 کیلومتری که پایین در افق دیده شود، ممکن است صدها کیلومتر دورتر باشد. نویسندگان عدم قطعیت را برای سرخ تا ±11.5° و برای سبز تا ±6.7° برآورد می‌کنند. با این همه، این یکی از معدود اندازه‌گیری‌های لبهٔ بیضی در چنین رویدادی است.

سرخ و صورتی، با چشم غیرمسلح

هر چهار رنگ شفق — سرخ، سبز، آبی و صورتی-ارغوانی — با چشم گزارش شدند، نه فقط در عکس‌ها. همین به‌تنهایی نشان می‌دهد که نمایش‌ها به‌طور استثنایی درخشان بودند، چون چشم معمولاً در شفق کم‌نور رنگ‌ها را تشخیص نمی‌دهد و به‌ویژه در دیدن سرخ ضعیف است. سبز تا حدود 38° دیده شد و تا حدود 35° عکاسی شد، که بسیار نامعمول است: در عرض‌های میانی معمولاً بیشتر گسیل‌های سرخِ بلند دیده می‌شود.

رنگ‌های گزارش‌شده در عکس‌ها (چپ) و دیده‌شده با چشم غیرمسلح (راست) برحسب عرض ژئومغناطیسی. — شکل 5، Grandin و همکاران (2026)، arXiv:2610.19929.

غلبهٔ سرخ و صورتی چیزی دربارهٔ آنچه از فضا فرو می‌بارید می‌گوید. شفق سرخ شدید نشان از شمار زیادی الکترون کم‌انرژی، زیر 1 کیلوالکترون‌ولت، دارد که انرژی خود را بالای حدود 200 کیلومتر تخلیه می‌کنند. بیشتر گزارش‌های آبی و صورتی زمانی رسید که خورشید کمتر از 24° زیر افق بود، هنگامی که بالای جو هنوز آفتاب‌خورده است و یون‌های نیتروژن نور خورشید را به رنگ آبی می‌پراکنند، که در برابر آسمانی نه‌چندان تاریک صورتی یا ارغوانی به نظر می‌رسد.

اختلال‌های GPS و ماهواره‌هایی که پایین می‌افتند

تنها 42 نفر مشکل فنی گزارش کردند: بیشتر مشکلات مکان‌یابی (22)، سپس مشکلات شبکه، برق ناپایدار و چند قطعی برق. زمان‌بندی آن‌ها با دو افت در شاخص طوفان همخوان بود، هرچند با این تعداد اندک گزارش، این همخوانی می‌تواند تصادفی باشد. داده‌های عمومی مدار داستان روشن‌تری گفتند: در طول طوفان، چهار ماهواره به دلیل متورم شدن جو بالایی ارتفاع بیشتری از دست دادند — 256 متر برای ایستگاه فضایی بین‌المللی و تا حدود 2 کیلومتر برای پایین‌ترین آن‌ها.

فرمی بهتر برای طوفان بعدی

این پژوهش محدودیت‌هایی دارد. داده‌ها پس از رویداد و با یک فرم ساده گردآوری شدند؛ پرسش‌های مربوط به شکل‌های شفق برای بسیاری از کسانی که نخستین بار شفق می‌دیدند بیش از حد فنی بود؛ گزارش‌ها بیشتر از اروپا، آمریکای شمالی و اقیانوسیه آمدند. نویسندگان خواستار راهنماهای روشن‌تر، سکوهای ساختاریافته مانند Skywarden، و تحلیل خود عکس‌ها هستند که توازن سرخ-سبز-آبی آن‌ها می‌تواند انرژی الکترون‌های ورودی را آشکار کند. این بار هیچ قطعی بزرگ برق یا از دست رفتن فضاپیمایی گزارش نشد — به گفتهٔ آن‌ها احتمالاً چون ذرات ورودی بیشتر کم‌انرژی بودند. ابرطوفان بعدی شاید این‌قدر ملایم نباشد.