الكشف عن طاقة مجهولة في كوكب المشتري

رصد الفلكيون من خلال المجس الأمريكي جونو NASA’s Juno mission التابع لوكالة ناسا كميات هائلة من الطاقة تحوم فوق المناطق القطبية لكوكب المشتري التي تساهم في حدوث الشفق Aurora القوي للكوكب العملاق بطريقة لم يكن يتوقعها الباحثون. وأجرى فريق علمي بقيادة باري ماوك Barry Mauk من مختبر الفيزياء التطبيقية التابع لجامعة جونز هوبكنز في لوريل، مريلاند، تحليلا للبيانات التي جمعها جهاز كشف الطيف فوق البنفسجي وأجهزة الكشف عن الجسيمات النشيطة Energetic-particle detector instruments الموجودة على متن المركبة الفضائية جونو التي تدور حول كوكب المشتري، وتم تقديمها للنشر في عدد شهر سبتمبر من العام الحالي 2017 في مجلة الطبيعة Nature وأشارت التحاليل أن الجهد الكهربائي القوي الذي نشأ بسببه المجال المغناطيسي، ساهم بتسريع الإلكترونات في الغلاف الجوي للمشتري وصلت إلى حوالي 400,000 إلكترون فولت. وهو أعلى من 10 إلى 30 مرة من أكبر قوة للشفق المشاهد في غلاف الأرض، الذي تصل قوته إلى عدة آلاف فولت لتوليد الشفق الأكثر كثافة -والمعروفة باسم الشفق المنفصل discrete auroras –واللامع والملتوي، مثل الأفعى في سماء القطبين الشمالي والجنوبي مثل ألاسكا وكندا وشمال أوروبا، والعديد من PIA21937_fig1المناطق القطبية الشمالية والجنوبية الأخرى.

للمشتري أقوى شفق معروف في النظام الشمسي، وبالتالي فإن الفريق لم يفاجأ أن القدرات الكهربائية تلعب دورا في قوته وولادته، ويقول ماوك إن ما يثير الحيرة للباحثين هو أنه على الرغم من حجم هذه الطاقات في كوكب المشتري، إلا أنها لا تلاحظ إلا في بعض الأحيان وليست كمصدر الشفق الأكثر كثافة، كما هو الحال في الأرض. وقال ماوك، الذي يقود فريق الدراسة في جهاز الكشف عن الجسيمات النشيطة للكواكب (جيدي) Energetic Particle Detector Instrument (JEDI): في كوكب المشتري، فإن الشفق اللامع ناتج عن عملية تسارع مضطربة للجسيمات المشحونة بطريقة لا نفهمها جيدا، وهناك تلميحات في أحدث البيانات لدينا تشير إلى أنه مع كثافة الطاقة للأجيال المتتابعة للشفق يصبح أقوى وأقوى، فإن العملية تصبح غير مستقرة وتحدث عملية تسريع جديدة، ولكن علينا أن نتابع الدراسة والتدقيق في هذه البيانات.

يعتبر العلماء كوكب المشتري مختبرا طبيعيا للفيزياء لكافة الأجرام الموجودة خارج نظامنا الشمسي، وقدرة المشتري على تسريع الجسيمات المشحونة إلى طاقات هائلة لها آثار على كيفية تسريع النظم الفلكية البعيدة للجسيمات. ولكن ما تعلموه حول القوى التي تقود الشفق للمشتري وتشكيل بيئة الطقس الفضائي له أيضا آثار عملية في الفضاء الخلفي المحيط بالمجموعة الشمسية. أن أقوى الطاقات التي يراقبها العلماء داخل المناطق الشفقية للمشتري هائلة، وهذه الجزيئات النشيطة التي تخلق الشفق هي جزء من القصة في فهم لغز أحزمة المشتري الإشعاعية التي تشكل تحديا للعلماء، والذي دائما ما يشكل تحديا قويا لجونو والمجسمات الفضائية القادمة إلى المشتري. وكانت الهندسة حول الآثار المدمرة للإشعاع تشكل دائما تحديا لمهندسي المركبات الفضائية التي تدور حول الأرض وفي الأماكن الأخرى في النظام الشمسي، وما نتعلمه هنا، ومن المركبة الفضائية مثل مجسات فان ألين NASA’s Van Allen Probes التابعة لوكالة ناسا ومجسات الحقول الجوية المغنطيسية المتعددة (مس)Magnetosphere Multiscale mission (MMS) التي تستكشف الغلاف الجوي للأرض، سوف تعلمنا الكثير عن الطقس الفضائي وحماية المركبات الفضائية ورواد الفضاء في بيئات الفضاء القاسية، ومقارنة العمليات بين كوكب المشتري والأرض قيمة لا تقدر بثمن في اختبار أفكارنا عن كيفية عمل الفيزياء الكوكبية.