بعد طول انتظار.. حل لغز أضواء الشفق على كوكب المشتري

عالم التكنولوجيا     ترجمة 

حل العلماء اللغز البالغ من العمر 40 عامًا حول كيفية إنتاج كوكب المشتري لدفعة مذهلة من الأشعة السينية كل بضع دقائق وظهور أضواء متنوعة الألوان مثل الشفق القطبى على الأرض.

لقد درس خبراء كلية لندن الجامعية (UCL) بيانات من مركبة الفضاء “جونو”، التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية “ناسا”، والتي تدور حاليًا حول كوكب المشتري، أكبر كوكب في النظام الشمسي.

نتيجة لذلك اكتشف العلماء أن توهجات الأشعة السينية من القطبين الشمالي والجنوبي لكوكب المشتري ناتجة عن اهتزازات دورية في خطوط المجال المغناطيسي للكوكب.

وتصنع هذه الاهتزازات موجات من البلازما، إحدى الحالات الأساسية الأربع للمادة، تتكون من غاز الأيونات، ثم ترسل موجات البلازما بعد ذلك جسيمات أيونية ثقيلة على طول خطوط المجال المغناطيسي حتى تصطدم بالغلاف الجوي للكوكب، وتطلق طاقة على شكل أشعة سينية وتشكل شفقًا قطبيًا متنوع الأضواء.

المثير للدهشة أن ظاهرة مماثلة تحدث على كوكب الأرض؛ حيث يصنع الشفق القطبي الشمالي هذا الأمر، لكن كوكب المشتري أقوى بكثير؛ إذ يطلق مئات الجيجاوات من الطاقة.

ويوضح الباحثون أن الشفق القطبي للأشعة السينية لكوكب المشتري يطلق طاقة تعادل ما قد تنتجه محطة طاقة واحدة على مدار عدة أيام.

ويقول باحث الدراسة الدكتور “ويليام دن”؛ في مختبر مولارد لعلوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “لقد رأينا كوكب المشتري ينتج شفقًا بأشعة إكس لأربعة عقود، لكننا لم نكن نعرف كيف حدث ذلك”.

وتابع الباحث “دن”: “نحن نعلم الآن أن هذه الأيونات يتم نقلها بواسطة موجات البلازما، وهو تفسير لم يتم اقتراحه من قبل، على الرغم من أن عملية مماثلة تنتج الشفق القطبي الخاص بالأرض”.

يذكر أن كوكب المشتري هو أضخم كواكب المجموعة الشمسية. وقد سُمي بالمشتري لأنه يستشري في سيره؛ أي يلـجُ ويمضي ويجدّ فيه بلا فتور ولا انكسار. وكان المشتري معروفًا للفلكيين القدماء وارتبط بأساطير لدى العديد من الشعوب، وقد أطلق الرومان عليه اسم “جوبيتر”.

ويظهر المشتري من الأرض بسطوع كبير فيبلغ قدره الظاهري −2.94؛ ما يجعله ثالث الأجرام تألقًا في سماء الليل بعد القمر والزهرة.

ويُعد المشتري هو خامس الكواكب بعدًا عن الشمس وأكبر كواكب المجموعة الشمسية. وهو عملاق غازي وكتلته أقل بقليل من 1/1000 من كتلة الشمس، لكنها تساوي ثلثي كتلة مجموع باقي كواكب المجموعة. ويضم تصنيف العمالقة الغازية كلًا من: زحل وأورانوس ونبتون إضافة إلى المشتري. ويطلق على هذه الكواكب الأربعة اسم “الكواكب الجوفيانية”.

يتكون المشتري بشكل رئيسي من الهيدروجين، ويشكل الهيليوم أقل بقليل من ربع كتلته. وفي الغالب يحتوي على نواة صخرية تتكون من عناصر أثقل.

وشكل كوكب المشتري كروي مفلطح بسبب سرعة دورانه الكبيرة، بينما يظهر الغلاف الجوي الخارجي تمايزًا واضحًا لعدة نطاقات في خطوط طول مختلفة؛ ما يؤدي إلى الاضطراب والعواصف على طول هذه الحدود. كما تتشكل نتيجة ذلك أحد المعالم المميزة للمشتري وهو البقعة الحمراء العظيمة،  وهي عاصفة عملاقة معروفة على الأقل منذ القرن السابع عشر عندما تم رصدها لأول مرة بالمرقاب.

وتحيط بهذا الكوكب حلقات، وحقل مغناطيسي قوي. كما يوجد 67 قمرًا تدور حوله، منها أربعة أقمار كبيرة تدعى “أقمار غاليليو”، واكتشفها العالم الفلكي “غاليلو غاليلي” سنة 1610.

المصدر:

Mystery of Jupiter’s northern lights solved after 40 years, scientists say

اقرأ أيضًا:

العلماء يعثرون على آثار لعمليات تكتونية على كوكب الزهرة