حل لغز الشفق القطبي للأشعة السينية النابضة الغريبة لكوكب المشتري

كوكب المشتري كوكب مذهل من نواحٍ عديدة، بما يمتلكه من خصائص عصابات جميلة من الغيوم، ال أكبر عاصفة في النظام الشمسي، وظواهر غير عادية مثل العواصف الهندسية في قطبيها. ولديه بعض الأشياء الغريبة الأخرى التي مازلنا نتعلم عنها، مثل حقيقة أنه يحتوي على شفق من الأشعة السينية الغريبة يشبه إلى حد ما الأضواء الشمالية هنا على الأرض.

لمدة 40 عامًا، تساءل العلماء عن كيفية عمل الشفق القطبي بالأشعة السينية، والآن تكشف دراسة جديدة عن الآلية الكامنة وراءها. مثل الشفق القطبي على الأرض، يحدث الشفق القطبي لكوكب المشتري بسبب تفاعل الجسيمات المشحونة كهربائيًا مع الغلاف الجوي للكوكب. وعلى كوكبنا، تنتج هذه التفاعلات ألوانًا جميلة في السماء عندما تتفاعل مع خطوط المجال المغناطيسي للأرض، والتي تظهر على شكل شفق بالقرب من القطبين المغناطيسيين. لكن على كوكب المشتري، يظهر الشفق القطبي في مناطق مختلفة ويختلف بين القطبين الشمالي والجنوبي. وفي بعض الأحيان تنبض، مما يشير إلى أنها ناجمة عن نوع مختلف من المجال المغناطيسي.

باستخدام النمذجة الحاسوبية، تمكن الباحثون من إظهار أنه بينما يتم إنشاء الشفق القطبي للأرض على طول ما يسمى بخطوط المجال المفتوح، والتي تبدأ من الأرض وتمتد إلى الخارج إلى الفضاء، يرتبط الشفق القطبي لكوكب المشتري بخطوط مجال مغلقة، تبدأ داخل الكوكب ثم تمتد لآلاف الأميال قبل أن تنتهي مرة أخرى في الكوكب مرة أخرى.

ووجدوا أيضًا أن النبضات في الشفق القطبي كانت بسبب التقلبات في المجال المغناطيسي للكوكب، الناجمة عن دوران الكوكب. تتنقل الجسيمات المشحونة كهربائيًا على طول خطوط المجال لتصل في النهاية إلى الغلاف الجوي لكوكب المشتري، مسببة تأثير الشفق القطبي.

وقد لوحظت هذه الظاهرة باستخدام بيانات مسبار جونو، الذي أخذ قراءات مستمرة باستخدام أداة الأشعة السينية XMM-Newton الخاصة به لمدة 26 ساعة في عام 2017. وتمكن الباحثون من رؤية العلاقة بين العمليات المغناطيسية للكوكب وإنتاج الشفق القطبي بالأشعة السينية.

وهذا قد لا يحدث فقط على كوكب المشتري. يمكن أن تحدث عملية مماثلة في أماكن أخرى في نظامنا الشمسي، أو حتى خارجها.

"هذه عملية أساسية تنطبق على زحل وأورانوس ونبتون وربما الكواكب الخارجية أيضًا." قال المؤلف الرئيسي تشونغهوا ياو من معهد الجيولوجيا والجيوفيزياء، الأكاديمية الصينية للعلوم، بكين.

يتم نشر البحث في المجلة تقدم العلوم.

توصيات المحررين

• صور رائعة لقمم سحب كوكب المشتري التقطتها مركبة جونو الفضائية
• كيفية مشاهدة إطلاق مهمة JUICE إلى أقمار المشتري الجليدية
• ما تأمل المركبة الفضائية JUICE أن تعرفه عن أقمار المشتري الجليدية
• يرى هابل الفصول المتغيرة على كوكب المشتري وأورانوس
• تضيء الشفق القطبي سماء أقمار المشتري الأربعة الأكبر

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.