للمرة الأولى ناسا ترصد عملية أساسية في الطبيعة بشكل مباشر

أطلقت ناسا أربع مركبات فضائية خلال إعصار هائل غير مرئي في الفضاء، يدعى إعادة الربط المغناطيسي. تشبه عملية الإطلاق هذه عملية إرسال حساسات إلى وسط إعصار كما يفعل العلماء على الأرض. 

أما بالنسبة لإعادة الربط المغناطيسي فهي واحدة من المحركات الأساسية للإشعاع الفضائي لذلك يعد من العوامل الرئيسية في السعي لمعرفة المزيد عن بيئتنا الفضائية وحماية مركباتنا الفضائية ورواد الفضاء لدى قيامنا بالبحث أبعد وأبعد عن كوكبنا.

يمثل الفضاء فراغاً أفضل من أي فراغ بإمكاننا خلقه على الأرض، ولكنه يحتوي بعض الجسيمات - أضف إلى أنه يعج بالنشاط. كما أنه يفيض طاقةً وحقولاً مغناطيسيةً معقدة الأنظمة. يحدث أحياناً عند اتصال مجموعتين من المجالات المغناطيسية رد فعل انفجاري يجري خلاله إعادة اصطفاف الحقول المغناطيسية من جديد واستقرارها في تشكيلات جديدة تقوم بطرد الجسيمات على شكل تدفقات بسرعة كبيرة.

قدمت ورقة جديدة طبعت في دورية العلوم Science بتاريخ 12 أيار/مايو من العام 2006 المشاهدات الأولى من داخل حدث إعادة الربط المغناطيسي. ويظهر البحث تحكم فيزياء الإلكترونات بإعادة الربط المغناطيسي. وبالتالي توفر معلومات حاسمة عن المصدر الذي يمد هذه العمليات الأساسية في الطبيعة بالطاقة.

المصدر: NASA's Goddard Space Flight Center/Duberstein

لوحظت عواقب هذا الانطلاق المفاجئ للطاقة والجسيمات في جميع أنحاء النظام الشمسي وما بعده، من مثل الانفجارات العملاقة على الشمس، والشفق، والعواصف الإشعاعية في الفضاء القريب من الأرض والجسيمات الكونية عالية الطاقة القادمة من مجرات أخرى. ولكننا لم نكن قادرين أبداً على أن نشهد ظاهرة إعادة الربط المغناطيسي مباشرة. وقد رصدت الأقمار الصناعية ومضات خاطفة سريعة لجسيمات عابرة مسرعة، ولكن ليس الزخم - أي بشكل مشابه لمشاهدة اندفاع الحطام خارج الإعصار، وليس الإعصار نفسه.

يقول "جيم برتش" Jim Burch، الباحث الرئيسي لـ MMS في معهد أبحاث الجنوب الغربي في سان أنتونيو، تكساس، Southwest Research Institute والمؤلف الأول لورقة البحث في مجلة العلوم: "طورنا البعثة، بعثة المجال الكروي المغناطيسي متعدد النطاقات، حيث إنها للمرة الأولى ستمتلك الدقة المطلوبة لجمع المشاهدات من قلب إعادة الربط المغناطيسي، تلقينا نتائج بشكل أسرع مما توقعنا. برؤيتنا لحدث إعادة الربط المغناطيسي على أرض الواقع نكون قد شهدنا إحدى القوى الأساسية في الطبيعة".

تتألف MMS من أربع مركبات فضائية متماثلة أطلقت في شهر آذار/مارس من العام 2015. تطير هذه المركبات في تشكيل هرمي لخلق خارطة ثلاثية الأبعاد لأي من الظواهر التي تقوم برصدها. في 16 تشرين الأول/أكتوبر من عام 2015 سارت المركبة الفضائية بشكل مباشر عبر حدث لإعادة ربط مغناطيسي على الحد الفاصل حيث يصطدم مجال الحقل المغناطيسي للأرض مع المجال المغناطيسي للشمس. في غضون ثوان فحسب، قامت الحساسات الـ 25 في كل مركبة بجمع آلاف المشاهدات. فتح هذا الإيقاع غير المسبوق البابَ لتتبع أفضل من أي وقت مضى لكيفية تغير المجالات المغناطيسية والكهربائية، إضافة إلى سرعات واتجاهات مختلف الجسيمات المشحونة.

ينشأ علم إعادة الارتباط من علوم الكهرومغناطيسية الأساسية، التي تهيمن على معظم الكون وهي قوة أساسية في الفضاء كما الجاذبية على الأرض. يمكن اعتبار أي مجموعة من المجالات المغناطيسية كصف من الخطوط. تتجه خطوط الحقل هذه دائماً نحو جسم ما -ككوكب أو نجم- مولدة شبكة مغناطيسية هائلة تحيط به. وبالتالي عندما تلتقي شبكتان كتلك تحدث ظاهرة إعادة الربط المغناطيسي.