تمامًا مثل الأرض التي تحتوي على شفق قطبي مذهل ، فإن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي لها أيضًا نسخها الخاصة من عرض الضوء الجوي.
كوكب المشتري ، في الواقع ، لديه أقوى الشفق في النظام الشمسي – غير مرئي لأعيننا ، لكنه يتوهج في الأطوال الموجية فوق البنفسجية.
نظرًا لأن كوكب المشتري يختلف كثيرًا عن الأرض ، فقد استثمر العلماء بعمق في معرفة دوافع هذه الظواهر الجوية المدهشة – وقد حصلوا للتو على دليل جديد. بفضل Orbiter Juno ، لاحظنا الآن ولأول مرة بداية العاصفة الشفقية الغامضة لكوكب المشتري.
يتم إنتاج الشفق القطبي لكوكب المشتري من خلال وابل مستمر من الإلكترونات عالية الطاقة جردت في الغالب من جو آيو. يتم تسريعها على طول خطوط المجال المغناطيسي إلى قطبي كوكب المشتري ، حيث تسقط في الغلاف الجوي العلوي وتتفاعل مع الغازات لإنتاج توهج.
هذا يختلف عن Aurora Borealis للأرض ، والذي تنتجه جزيئات في الرياح الشمسية. على عكس الشفق القطبي على كوكب الأرض ، فإن الشفق القطبي للمشتري دائم ويمكن أن يتصرف بشكل مختلف تمامًا.
إحدى هذه السلوكيات هي عاصفة الفجر – وهي إشراق شديد واتساع من الفجر حتى الفجر ، لوحظ لأول مرة في عام 1994. ومع ذلك ، تبدأ عواصف الفجر هذه على الجانب الليلي من القطب ، ولم نتمكن من رؤيتها تتشكل. حتى وصول مسبار جونو التابع لوكالة ناسا إلى مكان الحادث.
“لا تسمح لك مراقبة الشفق القطبي لكوكب المشتري من الأرض برؤية ما وراء الطرف ، إلى الجانب الليلي من قطبي المشتري ،” شرح عالم الفلك برتراند بونفوند من جامعة لييج في بلجيكا.
“الاستكشافات التي قامت بها مركبات فضائية أخرى – فوييجر ، وجاليليو ، وكاسيني – حدثت على مسافات كبيرة نسبيًا ولم تحلق فوق القطبين ، لذا لم يتمكنوا من رؤية الصورة الكاملة. ولهذا السبب فإن بيانات جونو غيرت قواعد اللعبة ، مما أعطانا أفضل فهم ما يحدث في الجانب الليلي ، حيث تنشأ عواصف الفجر “.
ظهور عاصفة عند الفجر. (NASA / JPL-Caltech / SwRI / UVS / ULiège / Bonfond)
عواصف الفجر شيء حقا. تبدأ على الجانب الليلي من الكوكب ، وتدور في المنظر عند الفجر ، وتحول الشفق القطبي للمشتري إلى منارة فوق بنفسجية متوهجة ، تنبعث منها مئات إلى آلاف جيجاوات من الضوء – على الأقل 10 أضعاف الطاقة من فجر جوفيان المعتاد. تستمر لبضع ساعات قبل أن تعود إلى مستويات الطاقة الطبيعية.
نظرًا لأن الكواكب لديهما مثل هذه الاختلافات بين الشفق القطبي ، فإن العملية التي تولد عاصفة الفجر يجب أن تكون مختلفة عن جميع العمليات التي تظهر في الشفق القطبي. 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 بفعل التيارات الكهربائية ، مما يتسبب في إطلاق متفجر للطاقة في طبقة الأيونوسفير. هناك ، تتبدد الطاقة على شكل شفق قطبي راقص معقد يمكن أن يستمر لعدة ساعات.
تتأثر العواصف الفرعية بشدة بالرياح الشمسية واتجاه المجال المغناطيسي بين الكواكب. لكن الغلاف المغناطيسي الأرضي تهيمن عليه التفاعلات مع الرياح الشمسية. كوكب المشتري مليء بالبلازما المجردة من آيو ، والتي يتحكم فيها موقع الكوكب.
وفقًا لتحليل الفريق ، تتأثر العواصف الشفقية للمشتري عند الفجر بإفرازات البلازما المفرطة من آيو ، بدلاً من الرياح الشمسية. لكن النتيجة واحدة ، اضطراب في الغلاف المغناطيسي يتسبب في إطلاق متفجر للطاقة.
في كلتا الحالتين ، يؤدي تراكم البلازما والطاقة إلى زيادة عدم استقرار النظام تدريجيًا حتى الطفرة – العاصفة الشفقية.
https://www.youtube.com/watch؟v=jQNLMoot-Bs
يمكن أن يؤدي هذا فقط إلى زيادة فهمنا للعمليات الشفقية على كلا الكواكب ، وقد يساعدنا على فهم أفضل للشفق القطبي على أجسام أخرى في المستقبل – بما في ذلك الأقزام البنية ، التي لديها شفق قوي بما يكفي لاكتشافه من خلال الفضاء بين النجوم ، حتى عندما تكون بعيدة عن الوجود. بالقرب من نجم.
“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 خصائص كل 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.
