تقنية

أخيرًا تم حل اللغز حول شفق المشتري في دراسة جديدة

تم حل اللغز البالغ من العمر 40 عامًا حول كيفية تسبب الأشعة السينية للمشتري في انفجار مذهل كل بضع دقائق في دراسة جديدة.

درس خبراء من كلية لندن الجامعية (UCL) بيانات من مركبة الفضاء جونو التابعة لناسا ، والتي تدور حاليًا حول أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ، كوكب المشتري.

وجدوا أن الأشعة السينية من القطبين الشمالي والجنوبي للمشتري ناتجة عن الاهتزازات المستعرضة في خطوط المجال المغناطيسي للكوكب ، في “المجال المغناطيسي”.

تخلق هذه الاهتزازات موجات بلازما – واحدة من أربع حالات أساسية للمادة ، تتكون من أيونات غازية.

تتصفح جسيمات الأيونات الثقيلة بخطوط المجال المغناطيسي ، وتنبعث منها طاقة على شكل أشعة سينية ومواد براقة حتى تصطدم موجات البلازما ثم تصطدم بجو الكوكب أورورا.

تحدث ظاهرة مماثلة على الأرض ، والتي تنتج الشفق القطبي الشمالي ، لكن كوكب المشتري قوي جدًا لدرجة أنه يشع مئات الجيجاوات من الطاقة ، وهو ما يكفي لتلخيص كل الحضارات البشرية.

صور لقطب المشتري من القمر الصناعي جونو التابع لناسا وتلسكوب شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. على اليسار ، يظهر الشفق القطبي الشمالي للأشعة السينية لكوكب المشتري (الأرجواني) المنسوج في جونوكوم صورة مرئية للقطب الشمالي. يظهر الجانب الأيمن الرقم الجنوبي

ما هو الغلاف المغناطيسي؟

المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بالكوكب التي يتحكم بها المجال المغناطيسي للكوكب.

يعمل المجال المغناطيسي للأرض كقوة غير مرئية تحمينا من الجسيمات المشحونة الخطيرة من الشمس.

وفي الوقت نفسه ، فإن المجال المغناطيسي للمشتري أقوى بـ 20000 مرة من المجال المغناطيسي للأرض – لذا فإن المجال المغناطيسي ، المنطقة التي تتحكم في هذا المجال المغناطيسي ، كبير جدًا.

كان مرئيًا في سماء الليل ، والتي ستكون أكبر بعدة مرات من قمرنا.

يقول مؤلفو الدراسة أن الأشعة السينية للمشتري تنبعث منها حوالي جيجاوات واحد فقط ، وهو ما يعادل محطة طاقة واحدة في عدة أيام.

تعاون باحثو UCL مع خبراء من الأكاديمية الصينية للعلوم ونشروا نتائجهم في مجلة Scientific Advances.

قال الدكتور ويليام دن ، مؤلف الدراسة في مختبر مولارد لعلوم الفضاء بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “لقد رأينا كوكب المشتري ينتج الشفق القطبي للأشعة السينية لمدة أربعة عقود ، لكننا لا نعرف كيف حدث ذلك”.

نحن نعلم أن الأيونات تم إنتاجها عندما اصطدمت بالغلاف الجوي للكوكب.

“نحن نعلم الآن أن هذه الأيونات يتم نقلها بواسطة موجات البلازما – وهي عملية لم يتم اقتراحها من قبل ، على الرغم من أن مثل هذه العملية تخلق الشفق القطبي للأرض.

لذلك ، يمكن أن تكون ظاهرة عالمية يمكن رؤيتها في الفضاء في سياقات مختلفة.

من أجل الدراسة ، أجرى القمر الصناعي XMM-Newton التابع لجونو ووكالة الفضاء الأوروبية فترة استكشاف مستمرة لمدة 26 ساعة لكوكب المشتري وبيئته في مدار الأرض.

وجدوا صلة واضحة بين البلازما التي اكتشفها جونو في القطب الشمالي للمشتري ، والتي التقطتها X-MM Newton ولهب الأشعة السينية الصوتية.

لأول مرة ، لاحظ علماء الفلك تقلص المجال المغناطيسي للمشتري ، والذي يسخن الجسيمات ويحقنها بخطوط المجال المغناطيسي في الغلاف الجوي للمشتري ، مما يؤدي إلى الأشعة السينية.

زيادة في البلازما

كل شيء مرئي في الكون يكون في حالة البلازما.

يحدث بهذه الطريقة في الشمس والنجوم وفي المجرات والمجرات.

الشفق القطبي والبرق والأقواس بلازما.

توجد البلازما في أنابيب النيون والفلوريسنت وفي التركيب البلوري للمواد الصلبة المعدنية وفي كثير من الحالات والمواد.

الأرض مغمورة في بلازما صغيرة تسمى الرياح الشمسية وتحيط بها بلازما كثيفة تسمى الأيونوسفير.

المصدر: موسوعة بريتانيكا

استخدموا نماذج حاسوبية للتأكد من أن الموجات ستنقل الجزيئات الثقيلة إلى الغلاف الجوي لكوكب المشتري.

ليس من الواضح سبب اهتزاز خطوط المجال المغناطيسي من وقت لآخر – بدء العملية برمتها.

لكن أحد التفسيرات المحتملة هو النتائج الزلزالية للرياح الشمسية أو لتدفق البلازما السريع في المجال المغناطيسي للمشتري.

يقول الفريق إن الأشعة السينية تحدث في القطبين الشمالي والجنوبي لكوكب المشتري ، في اتجاه عقارب الساعة في الغالب.

خلال نافذة المراقبة ، انفجر كوكب المشتري بالأشعة السينية كل 27 دقيقة.

الآن حدد الفريق العملية بأكملها ، زحل وأورانوس ونبتون والكواكب الخارجية – ويعتقدون أن عمليات مماثلة قد تحدث حول الكواكب خارج نظامنا الشمسي.

وقالت البروفيسور جراسييلا برانديوارد-ريموند ، أستاذة الأبحاث بجامعة كاليفورنيا: “تنتج الأشعة السينية عادة عن طريق ظواهر شديدة القوة والعنف مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ، لذلك يبدو من الغريب أن الكواكب فقط هي التي تنتجها”.

“لا يمكننا أبدًا رؤية الثقوب السوداء لأنها تتجاوز السفر في الفضاء ، لكن كوكب المشتري على الأبواب.

الآن بعد أن تم إطلاق القمر الصناعي Juno في مدار حول المشتري ، أصبح لدى علماء الفلك الآن فرصة رائعة لدراسة البيئة التي تنتج الأشعة السينية عن قرب.

يصور جونو هنا مع فنان في الاعتبار مع اقتراب المشتري. أطلق جونو منذ عشر سنوات ، وهو يدور حول كوكب المشتري لمدة خمس سنوات حتى الآن

تم إطلاق Juno من Cape Canaveral ، فلوريدا منذ ما يقرب من عقد من الزمان – في 5 أغسطس 2011 – لاستكشاف كوكب المشتري خارج مداره.

وصلت المركبة الفضائية الدوارة التي تعمل بالطاقة الشمسية يوم الخميس ، 4 يوليو 2016 ، بعد أن قطع جونو رحلتها التي تستغرق خمس سنوات.

لها ثلاث شفرات كبيرة يبلغ طولها حوالي 20 مترًا من الجسم الأسطواني ذي الجوانب الستة.

سيستمر جونو في استكشاف أكبر كوكب في المجموعة الشمسية حتى سبتمبر 2025 ، أو حتى عمر المركبة الفضائية.

توفر أداة ناسا التفاعلية تحديثات في الوقت الفعلي لموقع جونو بالنسبة إلى المشتري وأقماره.

جونو جوبيتر من ناسا يكشف أسرار أكبر كوكب في المجموعة الشمسية

يستكشف جونو كوكب المشتري في عام 2016 بعد رحلة استغرقت خمس سنوات و 2.8 مليار ميل من الأرض

وصل جونو إلى كوكب المشتري في 4 يوليو 2016 ، بعد رحلة استغرقت خمس سنوات ، على بعد 1.8 مليار ميل (2.8 مليار كيلومتر) من الأرض.

بعد مناورة فرملة ناجحة ، دخلت في مدار قطبي طويل وحلقت 3100 ميل (5000 كيلومتر) من أعلى السحابة الدوارة للكوكب.

غطت الدراسة 2600 ميل (4200 كم) من سحب الكوكب مرة كل 15 يومًا – وهي قريبة جدًا من توفير الحماية العالمية في صورة واحدة.

لم تكن أي من المركبات الفضائية السابقة قد دارت في مدار قريب جدًا من كوكب المشتري ، على الرغم من إرسال اثنين من غلافهما الجوي لإغراق حطامهما.

لإكمال مهمته الخطيرة ، نجا جونو من عاصفة إشعاعية دائرية سببها المجال المغناطيسي القوي لكوكب المشتري.

الأعاصير ذات الجسيمات عالية الطاقة التي تنتقل بسرعة الضوء هي أكثر البيئات المشعة كثافة في النظام الشمسي.

للتعامل مع الظروف ، تمت حماية المركبة الفضائية بأسلاك خاصة معززة بالإشعاع وشاشة مستشعر.

تم وضع جميع “أدمغتها” الحيوية – كمبيوتر الطائرة الخاص بالمركبة الفضائية – في صندوق مدرع من التيتانيوم ووزنها حوالي 400 رطل (172 كيلوغرامًا).

من المتوقع أن تحقق هذه المركبة في تكوين الغلاف الجوي للكوكب حتى عام 2025.

السابق
سلطان عُمان هيثم بن طارق يزور السعودية
التالي
زلزال بقوة 6.1 درجات يضرب إندونيسيا

اترك تعليقاً