خلال تأرجح قصير كوكب الزهرةو ناسااكتشف مسبار باركر سولار بروب إشارة راديو طبيعية كشفت أن المركبة الفضائية قد طارت عبر الغلاف الجوي العلوي للكوكب. كان هذا أول قياس مباشر لجو كوكب الزهرة منذ ما يقرب من 30 عامًا – ويبدو مختلفًا تمامًا عن ماضي الزهرة. تؤكد دراسة نُشرت اليوم أن الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة يخضع لتغيرات محيرة على مدار الدورة الشمسية ، وهي دورة نشاط الشمس التي تبلغ 11 عامًا. يمثل هذا أحدث دليل لفك تشابك كيف ولماذا يختلف كل من الزهرة والأرض.
ولدت الأرض والزهرة من عمليات مماثلة ، وهما توأمان: كلاهما صخري ، ولهما نفس الحجم والبنية. لكن مساراتهم تباعدت منذ الولادة. يفتقر كوكب الزهرة إلى مجال مغناطيسي ، ويشوي سطحه عند درجات حرارة عالية بما يكفي لإذابة الرصاص. على الأكثر ، لم تنجو المركبة الفضائية سوى بضع ساعات هناك. دراسة كوكب الزهرة ، غير مضياف كما هو ، يساعد العلماء على فهم كيفية تطور هذين التوائم ، وما الذي يجعل الكواكب الشبيهة بالأرض صالحة للسكن أم لا.
في 11 يوليو 2020 ، تأرجح باركر سولار بروب بالقرب من كوكب الزهرة في رحلة طيرانه الثالثة. تم تصميم كل رحلة طيران للاستفادة من جاذبية الكوكب لتحريك المركبة الفضائية بالقرب من الشمس. المهمة – التي يديرها مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية في لوريل بولاية ماريلاند – قامت بأقرب رحلة طيران على كوكب الزهرة حتى الآن ، حيث مرت 517 ميلاً (833 كم) فوق السطح.
https://www.youtube.com/watch؟v=P0v8KqfzYaY
يترجم صوت البيانات في الفيديو البيانات من جهاز FIELDS الخاص بـ Parker Solar Probe إلى صوت. اكتشفت FIELDS انبعاثًا لاسلكيًا طبيعيًا منخفض التردد أثناء تحركه عبر الغلاف الجوي لكوكب الزهرة مما ساعد العلماء على حساب كثافة الغلاف الجوي العلوي المشحون كهربائيًا للكوكب ، والذي يُطلق عليه اسم الأيونوسفير. الائتمان: ناسا استوديو التصور العلمي / مارك سوباراو / جلين كولينسون
قال جلين كوليسون من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، وهو العالم الرئيسي في الدراسة ، التي نُشرت اليوم (3 مايو 2021): “لقد كنت متحمسًا للغاية للحصول على بيانات جديدة من كوكب الزهرة”. رسائل البحوث الجيوفيزيائية. قام كولينسون ، الخبير في كوكب الزهرة ، بالبحث في جميع بيانات الزهرة المتاحة – من البعثات السابقة مثل بايونير فينوس أوربيتر التابع لناسا ووكالة الفضاء الأوروبية فينوس إكسبرس – عدة مرات.
إحدى أدوات Parker Solar Probe هي FIELDS ، والتي سميت باسم المجالين الكهربائي والمغناطيسي الذي يقيسه في الغلاف الجوي للشمس. لمدة سبع دقائق فقط – عندما كان Parker Solar Probe الأقرب إلى كوكب الزهرة – اكتشف FIELDS إشارة راديو طبيعية منخفضة التردد. لفت التجهم الرقيق في البيانات انتباه كولينسون. بدا شكل وقوة الإشارة مألوفًا ، لكنه لم يستطع وضعها. قال “ثم في اليوم التالي ، استيقظت”. “وفكرت ،” يا إلهي ، أعرف ما هذا! “
تعرف كولينسون على الإشارة من عمله السابق مع مركبة جاليليو المدارية التابعة لناسا ، والتي استكشفت كوكب المشتري وأقماره قبل انتهاء المهمة في عام 2003. ظهر عبوس مماثل كلما مرت المركبة الفضائية عبر الأيونوسفير لأقمار المشتري.
مثل الأرض ، تمتلك الزهرة طبقة غاز مشحونة كهربائيًا عند الحافة العلوية من غلافها الجوي ، تسمى الأيونوسفير. هذا البحر من الغازات المشحونة ، أو بلازما، يصدر بشكل طبيعي موجات راديو يمكن اكتشافها بواسطة أدوات مثل FIELDS. عندما حدد كولينسون وفريقه هذه الإشارة ، أدركوا أن مسبار باركر الشمسي قد قشط الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة – وهي مفاجأة سارة ، على الرغم من أنها ربما توقعوها بناءً على بيانات سابقة ، على حد قوله.
استخدم الباحثون هذا الانبعاث الراديوي لحساب كثافة طبقة الأيونوسفير التي طار باركر سولار بروب خلالها. حصل الباحثون على قياسات مباشرة للغلاف الأيوني لكوكب الزهرة من بايونير فينوس أوربيتر في عام 1992. بعد ذلك ، كانت الشمس قريبة من الحد الأقصى للشمس ، وهي ذروة الدورة الشمسية العاصفة.
في السنوات التي تلت ذلك ، أشارت البيانات من التلسكوبات الأرضية إلى حدوث تغييرات كبيرة حيث استقرت الشمس في مرحلة الهدوء ، الحد الأدنى من الطاقة الشمسية. بينما ظل الجزء الأكبر من الغلاف الجوي كما هو ، كان الغلاف الأيوني – الموجود في الأعلى ، حيث يمكن للغازات الهروب إلى الفضاء – أرق كثيرًا أثناء الحد الأدنى للشمس.
بدون قياسات مباشرة ، كان من المستحيل تأكيدها.
خلال الرحلة الجوية الثالثة على كوكب الزهرة في 11 يوليو 2020 ، التقط مصور WISPR الخاص بـ Parker Solar Probe هذا المنظر للجانب الليلي لكوكب الزهرة من على بعد 7693 ميلاً. حقوق الصورة: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory / Guillermo Stenborg and Brendan Gallagher
تؤكد الملاحظات المأخوذة من رحلة Parker Solar Probe الأخيرة ، والتي حدثت بعد ستة أشهر من الحد الأدنى من الطاقة الشمسية الأخيرة ، اللغز في الغلاف الجوي المتأين لكوكب الزهرة. في الواقع ، الغلاف الأيوني للزهرة أرق بكثير مقارنة بالقياسات السابقة التي تم أخذها خلال الحد الأقصى للشمس.
قال روبن رامستاد ، مؤلف مشارك في الدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الغلاف الجوي والفضاء: “عندما تؤكد عدة بعثات نفس النتيجة ، واحدة تلو الأخرى ، فإن ذلك يمنحك الكثير من الثقة في أن التخفيف حقيقي”. الفيزياء في جامعة كولورادو ، بولدر.
إن فهم سبب ترقق الغلاف الأيوني لكوكب الزهرة بالقرب من الحد الأدنى للشمس هو جزء من الكشف عن كيفية استجابة الزهرة للشمس – مما سيساعد الباحثين على تحديد كيف أصبح كوكب الزهرة ، الذي كان يومًا مشابهًا جدًا للأرض ، عالمًا من الهواء السام الحارق الذي هو عليه اليوم. على سبيل المثال ، الغلاف المتأين للزهرة عرضة للتسرب ، مما يعني هروب الغازات النشطة إلى الفضاء. يعد جمع البيانات حول هذا والتغييرات الأخرى في طبقة الأيونوسفير أمرًا أساسيًا لفهم كيفية تطور الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بمرور الوقت.
استغرق إعداد هذه الدراسة حوالي 30 عامًا. استغرق الأمر مهمة إلى كوكب الزهرة ، وبعد عدة عقود ، مهمة إلى الشمس على أحدث طراز. قال نور الروافي ، عالم مشروع باركر سولار بروب في مختبر الفيزياء التطبيقية: “الهدف من التحليق بالقرب من كوكب الزهرة هو إبطاء المركبة الفضائية حتى يتمكن المسبار الشمسي باركر من الغوص بالقرب من الشمس”. “لكننا لن نفوت فرصة جمع البيانات العلمية وتقديم رؤى فريدة لكوكب غامض مثل كوكب الزهرة.”
شبه كولينسون البحث بالتجوال. كان علماء كوكب الزهرة متحمسين للاستفادة من تحليق مسبار باركر الشمسي للحصول على بيانات وآراء جديدة لكوكب الأرض التوأم. “لرؤية كوكب الزهرة الآن ، كل شيء عن هذه اللمحات الصغيرة ،” قال.
المرجع: “كثافات البلازما المستنفدة في الغلاف الأيوني لكوكب الزهرة بالقرب من الحد الأدنى للطاقة الشمسية من ملاحظات مسبار باركر الشمسي لانبعاث الرنين الهجين العلوي” بقلم جلين أ.كولينسون وروبن رامستاد وأليكس جلوسر ولين ويلسون الثالث وألكسندرا بروسيوس ، 3 مايو 2021 ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
دوى: 10.1029 / 2020GL092243
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”