تمامًا كما تمتلك الأرض شفقًا مذهلاً ، كذلك تمتلك كواكب النظام الشمسي الأخرى نسختها الخاصة من عرض الضوء الجوي.
كوكب المشتري ، في الواقع ، لديه أقوى الشفق في النظام الشمسي – غير مرئي لأعيننا ، ولكنه يتوهج ببراعة في الأطوال الموجية فوق البنفسجية.
نظرًا لأن كوكب المشتري مختلف تمامًا عن الأرض ، فقد استثمر العلماء بعمق في معرفة ما يدفع هذه الظواهر الجوية المذهلة – وقد حصلوا للتو على دليل جديد. بفضل مركبة Juno المدارية ، لاحظنا الآن ولأول مرة بداية عاصفة الفجر الشفقية الغامضة لكوكب المشتري.
يتم إنتاج الشفق القطبي لكوكب المشتري بواسطة مطر مستمر من الإلكترونات عالية الطاقة جردت في الغالب من جو آيو. يتم تسريعها على طول خطوط المجال المغناطيسي إلى أقطاب المشتري ، حيث تسقط في الغلاف الجوي العلوي وتتفاعل مع الغازات لإنتاج توهج.
هذا على عكس الشفق القطبي الذي ينتج عن جزيئات من الرياح الشمسية. على عكس الشفق القطبي أيضًا ، فإن الشفق القطبي للمشتري دائم ويمكن أن يتصرف بشكل مختلف تمامًا.
إحدى هذه السلوكيات هي عاصفة الفجر – وهي إشراق شديد واتساع للشفق القطبي عند الفجر ، لوحظ لأول مرة في عام 1994. ومع ذلك ، تبدأ عواصف الفجر هذه على الجانب الليلي من القطب ، ولم نتمكن أبدًا من رؤيتها تتشكل حتى وصل مسبار جونو التابع لناسا إلى مكان الحادث.
“لا تسمح لك مراقبة الشفق القطبي للمشتري من الأرض برؤية ما وراء الطرف ، في الجانب الليلي من قطبي المشتري ،” أوضح عالم الفلك برتراند بونفوند من جامعة لييج في بلجيكا.
“الاستكشافات التي قامت بها مركبات فضائية أخرى – فوييجر ، وجاليليو ، وكاسيني – حدثت من مسافات كبيرة نسبيًا ولم تحلق فوق القطبين ، لذا لم يتمكنوا من رؤية الصورة الكاملة. ولهذا السبب فإن بيانات جونو هي مغير حقيقي لقواعد اللعبة ، مما يتيح لنا أفضل فهم ما يحدث في الليل حيث تولد عواصف الفجر “.
ظهور عاصفة الفجر. (NASA / JPL-Caltech / SwRI / UVS / ULiège / Bonfond)
عواصف الفجر شيء حقا. تبدأ على الجانب الليلي من الكوكب ، وتدور في الرؤية مع بزوغ الفجر ، وتحول الشفق القطبي للمشتري إلى منارة فوق بنفسجية متوهجة ، مما يعطي مئات إلى آلاف جيجاوات من الضوء – على الأقل 10 أضعاف الطاقة من شفق جوفيان المعتاد. تستمر لبضع ساعات قبل أن تنخفض إلى مستويات طاقة طبيعية أكثر.
نظرًا لأن الكواكب لديهما مثل هذه الاختلافات بين الشفق القطبي ، كان من المتوقع أن تكون العملية التي تولد عاصفة الفجر مختلفة عن أي عمليات شوهدت في الشفق القطبي على الأرض. لكن المثير للدهشة أن البيانات المأخوذة من جهاز جونو للطيف فوق البنفسجي بدت مألوفة بشكل غريب.
“عندما نظرنا إلى تسلسل عاصفة الفجر بالكامل ، لم يسعنا إلا أن نلاحظ أن الشفق القطبي لعاصفة الفجر في كوكب المشتري يشبه إلى حد بعيد نوعًا من الشفق القطبي الأرضي يسمى العواصف الفرعية ،” قال عالم الفلك تشونغهوا ياو من جامعة لييج.
من المدهش رؤية العواصف الشفقية على الأرض. تحدث عندما يحدث اضطراب في الغلاف المغناطيسي للأرض بسبب التيارات الكهربائية ، مما يؤدي إلى إطلاق متفجر للطاقة في الغلاف الجوي المتأين. هناك ، تتبدد الطاقة في شكل شفق قطبي راقص معقد يمكن أن يستمر لعدة ساعات.
تتأثر العواصف الفرعية بشدة بالرياح الشمسية واتجاه المجال المغناطيسي بين الكواكب. لكن الغلاف المغناطيسي للأرض تهيمن عليه التفاعلات مع الرياح الشمسية. كوكب المشتري مليء بالبلازما التي تم تجريدها من آيو ، والتي يتحكم بها موقع الكوكب.
وفقًا لتحليل الفريق ، تتأثر عواصف الفجر الشفقية لكوكب المشتري بانسكاب البلازما المفرط من آيو ، بدلاً من الرياح الشمسية. لكن النتيجة واحدة ، اضطراب في الغلاف المغناطيسي يؤدي إلى إطلاق متفجر للطاقة.
في كلتا الحالتين ، يؤدي تراكم البلازما والطاقة إلى زيادة عدم استقرار النظام تدريجيًا حتى الازدهار – العاصفة الشفقية.
https://www.youtube.com/watch؟v=jQNLMoot-Bs
يمكن أن يؤدي هذا فقط إلى زيادة فهمنا للعمليات الشفقية على كلا الكواكب ، ويمكن أن يساعدنا في فهم الشفق القطبي بشكل أفضل على أجسام أخرى في المستقبل – بما في ذلك الأقزام البنية ، التي لديها شفق قطبي قوي بما يكفي لاكتشافه عبر الفضاء بين النجوم ، حتى عندما لا يكونون بالقرب من أي مكان. نجمة.
“على الرغم من أن” محرك “الشفق القطبي على الأرض والمشتري مختلف تمامًا ، إلا أن إظهار الروابط بين النظامين لأول مرة يسمح لنا بتحديد الظواهر العالمية وتمييزها عن الخصائص المتعلقة بكل كوكب ،” قال ياو.
“يخزن الغلافان المغناطيسي للأرض والمشتري الطاقة من خلال آليات مختلفة جدًا ، ولكن عندما يصل هذا التراكم إلى نقطة الانهيار ، يطلق النظامان هذه الطاقة بشكل متفجر بطريقة مماثلة بشكل مدهش.”
تم نشر البحث في السلف AGU.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”