علماء الفلك يكتشفون رياحا كهربائية تولد شفقا قطبيا غير عادي على زحل
تمكن علماء الفلك من اكتشاف أن الرياح القوية في القطب الشمالي لكوكب زحل تغذي أضواء الشفق القطبي وتلغي قياسات العلماء.
ووفق ما نقلت رسيا اليوم، تحمل الرياح، التي تدور عبر دوامتين هائلتين في القطب الشمالي للكوكب، أيونات مشحونة كهربائيا تسحب المجال المغناطيسي للكوكب. وهذه الظاهرة، التي ظلت لغزا حتى الآن، منعت العلماء من قياس طول اليوم على كوكب زحل لعقود.
ونظرا لأن السحب تتحرك من تلقاء نفسها، فإن النظر إلى الكوكب الغازي من بعيد لن يخبرك بمدى سرعة دورانه. وبدلا من ذلك، يقيس العلماء المجال المغناطيسي، المتجذر في أعماق نواة الكوكب.
ولكن عندما وصل مسبار كاسيني التابع لوكالة ناسا إلى زحل في عام 2004، فوجئ العلماء عندما اكتشفوا أن معدل نبضات الراديو من المجال المغناطيسي للكوكب تغير منذ أن تجاوزته مهمة “فوياجير 2” التابعة لناسا في عام 1981.
وقال جيمس أودونو، عالم الكواكب في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية والمؤلف المشارك في الدراسة الجديدة: “إن المجال المغناطيسي والانبعاثات الراديوية منه، عادة ما تعمل مثل المنارة”، ما يعني أن الانفجارات الراديوية تأتي في نبضات منتظمة.
وأضاف: “بالنسبة إلى زحل، انحرفت فترة الدوران هذه بشكل غريب بمرور الوقت، ما أربك الجميع. والأغرب من ذلك، أن فترة دوران الكوكب انحرفت بشكل مستقل في الشمال والجنوب”.
وتقول الدراسة المنشورة في مجلة Geophysical Research Letters التي تمت مراجعتها من قبل النظراء، إنالرياح المشحونة كهربائيا كانت تغذي الشفق القطبي لزحل وتسحب مجاله المغناطيسي طوال الوقت.
واكتشف العلماء في النهاية كيفية قياس دوران زحل دون مساعدة مجاله المغناطيسي. ودرسوا التغيرات الطفيفة في قوة الجاذبية التي يمارسها الكوكب على حلقاته.
وفي عام 2019، توصلوا إلى أن كوكب زحل يكمل دورانه كل 10 ساعات و33 دقيقة و38 ثانية. لكن لغز المجال المغناطيسي المتغير ظل قائما.
وفي حين افترض العلماء سابقا أن نمط الطقس القطبي مزدوج الدوامة يمكن أن يكون السبب وراء الخطوط المغناطيسية المتحركة لزحل، فإن الدراسة الجديدة هي أول دليل يدعم هذه النظرية.
وفي عام 2019، توصلوا إلى أن كوكب زحل يكمل دورانه كل 10 ساعات و33 دقيقة و38 ثانية. لكن لغز المجال المغناطيسي المتغير ظل قائما.
وفي حين افترض العلماء سابقا أن نمط الطقس القطبي مزدوج الدوامة يمكن أن يكون السبب وراء الخطوط المغناطيسية المتحركة لزحل، فإن الدراسة الجديدة هي أول دليل يدعم هذه النظرية.
ولاختبار النظرية، درس علماء من جامعة ليستر جنبا إلى جنب مع فريق من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL)، ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA)، وجامعات ويسكونسن ماديسون، وبوسطن، ولانكستر، بالإضافة إلى كلية لندن الإمبراطورية، الشفق القطبي وقاموا بقياس انبعاثات الأشعة تحت الحمراء من الغلاف الجوي العلوي لعملاق الغاز باستخدام مرصد كيك في هاواي ورسموا خرائط للتدفقات المتغيرة للغلاف الأيوني لزحل، أسفل الغلاف المغناطيسي بكثير، على مدار شهر في عام 2017.
وتحصل معظم الكواكب، بما في ذلك الأرض، على الشفق من جزيئات مشحونة كهربائيا في الفضاء، وهذه الجزيئات ناتجة إما عن التفاعل مع الجسيمات المشحونة من الشمس (كما في الأرض) أو المواد البركانية التي تندلع من قمر يدور حول الكوكب (كما في كوكب المشتري وزحل). ويتم التقاط هذه الجسيمات بواسطة المجال المغناطيسي للكوكب وتوجيهها نحو القطبين، حيث تتفاعل مع الغازات في الغلاف الجوي لتكوين أضواء رقص ملونة.
وفي حالة زحل، تخلق الرياح في الغلاف الجوي العلوي، المحملة بالأيونات المشحونة كهربائيا، بعضا من هذا التفاعل.
وتتبع العلماء حركات أيون الهيدروجين في الغلاف الجوي العلوي للكوكب ووجدوا أنه يتحرك في دوامات مزدوجة، تماما كما تنبأت نظرية نمط الطقس.
