بيانات جونو وهابل تشرح آلية الشفق في الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري

إقرأ المزيد

مركبة جونو تشارك "الأصوات المخيفة" الصادرة عن أكبر أقمار النظام الشمسي

وبحسب الدراسة، التي نُشرت في مجلة Journal of Geophysical Research: Space Physics، استخدم العلماء من كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة ليستر بيانات من تحقيق مسبار جونو للمجال المغناطيسي (MAG)، والذي يقيس المجال المغناطيسي للمشتري من مدار حول العملاق الغازي، والملاحظات من تلسكوب الفضاء للتصوير الطيفي الذي يحمله تلسكوب هابل الفضائي.

وتقدم الدراسة أقوى دليل حتى الآن على أن الشفق القطبي للمشتري يرتبط بنظام التيار الكهربائي الذي يعمل كجزء من "لعبة شد الحبل" مع المواد الموجودة في الغلاف المغناطيسي، المنطقة التي يسيطر عليها المجال المغناطيسي الهائل للكوكب.

ويقول الدكتور جوناثان نيكولز، الباحث في جامعة ليستر والمؤلف المشارك الدراسة: "كانت لدينا نظريات تربط بين هذه التيارات الكهربائية والشفق القطبي القوي لكوكب المشتري لأكثر من عقدين، والآن، من المثير للغاية أن نتمكن أخيرا من اختبارها من خلال البحث عن هذه العلاقة في البيانات. وعندما رسمنا إحداها مقابل الأخرى، كدت أسقط من على كرسي عندما رأيت مدى وضوح الاتصال".

وتابع: "من المثير اكتشاف هذه العلاقة لأنها لا تساعدنا  فقط على فهم كيفية عمل المجال المغناطيسي للمشتري، ولكن أيضا تلك الخاصة بالكواكب التي تدور حول نجوم أخرى، والتي استخدمنا لها سابقا نفس النظريات، الآن بثقة متجددة".

وعلى الرغم من حجمه الضخم، حيث يزيد قطره عن 11 ضعف قطر الأرض، يدور كوكب المشتري مرة واحدة تقريبا كل تسع ساعات ونصف الساعة.

فيما يشبه قمر آيو حجم وكتلة قمر الأرض، لكنه يدور حول كوكب المشتري على مسافة متوسطة تبلغ 422000 كم. ومع وجود أكثر من 400 بركان نشط، فإن آيو هو أكثر الأجرام نشاطا جيولوجيا في النظام الشمسي.

إقرأ المزيد

اكتشاف كوكب خارجي متطرف يملك غلافا جويا معقدا وغريبا مشابها للأرض

ولطالما اشتبه العلماء في وجود علاقة بين الشفق القطبي لكوكب المشتري والمواد المقذوفة من آيو بمعدل عدة مئات من الكيلوجرامات في الثانية، لكن البيانات التي تم التقاطها بواسطة جونو أثبتت أنها غامضة.

ويوضح الدكتور سكوت بولتون، من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا، وهو الباحث الرئيسي في مهمة جونو: "هذه النتائج المثيرة حول كيفية عمل الشفق القطبي للمشتري هي شهادة على قوة الجمع بين الملاحظات المستندة إلى الأرض من هابل وقياسات جونو.

وتوفر صور هابل نظرة عامة واسعة، بينما يتحقق جونو عن قرب. ومعا يشكلان فريقا رائعا!"

ووجد الفريق أنه يتم دفع الكثير من المواد المنبعثة من آيو بعيدا عن المشتري بواسطة المجال المغناطيسي للكوكب، الذي يدور بسرعة، ومع تحركه للخارج يميل معدل دورانه إلى التباطؤ. وينتج عن هذا شد كهرومغناطيسي، والذي يحاول فيه المشتري إبقاء هذه المادة تتحرك بسرعة  مع نظام من التيارات الكهربائية التي تتدفق عبر الغلاف الجوي العلوي والغلاف المغناطيسي للكوكب.

ويُعتقد أن مكون التيار الكهربائي المتدفق من الغلاف الجوي للكوكب، والذي تحمله الإلكترونات التي يتم إطلاقها لأسفل على طول خطوط المجال المغناطيسي في الغلاف الجوي العلوي، يقود الانبعاث الشفقي الرئيسي لكوكب المشتري.

إقرأ المزيد

من الأكثر سوادا من الفحم إلى "جحيم" يمطر حديدا .. كواكب "مرعبة" يستحيل العيش فيها

ومع ذلك، قبل وصول جونو، لم يقع اختبار هذه الفكرة أبدا، حيث لم تكن هناك مركبة فضائية بها أدوات ذات صلة كانت تدور في السابق بالقرب من كوكب المشتري.

وقارن العلماء سطوع الانبعاث الشفقي الرئيسي للمشتري بالقياسات المتزامنة للتيار الكهربائي المتدفق بعيدا عن أكبر كوكب في المجموعة الشمسية في الغلاف المغناطيسي خلال جزء مبكر من مهمة جونو.

ولوحظ هذا الشفق بأدوات على متن تلسكوب هابل الفضائي في مدار حول الأرض. ومن خلال مقارنة قياسات جانب الفجر للتيار مع سطوع الشفق القطبي للمشتري، أظهر الفريق العلاقة بين شدة الشفق وقوة تيار الغلاف المغناطيسي.

المصدر: ساينس ديلي