کشف راز شفق قطبی در سیاره مشتری

یک گروه تحقیقاتی با همکاری کالج دانشگاهی لندن و آکادمی علوم چین در پکن بالاخره بعد از چهل سال کشف کرد که این شفق‌ها چگونه ایجاد می‌شوند. دانشمندان دریافتند که ارتعاشات مداوم در خطوط میدان مغناطیسی مشتری (به بیان دیگر خطوط میدان مغناطیسی که این سیاره را با حلقه‌های عمودی از قطب شمال به جنوب احاطه کرده‌اند)، عامل ایجاد پرتو‌های ایکس‌اند.

این ارتعاشات، امواجی از پلاسما -‌گاز‌های یونیزه شده- ایجاد می‌کنند، که ذرات سنگین یونی را به خطوط میدان مغناطیسی می‌فرستد که به اتمسفر این سیاره برخورد می‌کنند و مقادیر عظیم انرژی را به شکل پرتو ایکس آزاد می‌کنند. طی مشاهدات دانشمندان، فوران‌های پرتو ایکس هر ۲۷ دقیقه یکبار ایجاد شده‌اند.

cذرات باردار یون که به اتمسفر مشتری برخورد می‌کنند از گاز‌های آتشفشانی ناشی می‌شوند که از آتشفشان‌های عظیم روی قمر «آیو»، یکی از ۷۹ قمر مشتری به فضا وارد می‌شوند. این گاز یونیزه می‌شود – اتم‌های آن به علت برخورد با محیط مجاور آن در مشتری، از الکترون خالی می‌شوند – و حلقه‌ای از پلاسما به شکل دونات پیرامون مشتری ایجاد می‌کند که با عنوان «توروس پلاسمای آیو» شناخته می‌شود.

«دکتر ویلیام دون» از آزمایشگاه علوم فضایی مالارد از کالج دانشگاهی لندن می‌گوید: «ما دهه‌ها سیاره مشتری را در حال تولید شفق پرتو ایکس مشاهده کرده‌ایم، اما نمی‌دانستیم این مسئله چطور رخ می‌دهد. ما فقط می‌دانستیم که این پدیده زمانی رخ می‌دهد که یون‌ها با اتمسفر این سیاره برخورد می‌کنند. اکنون می‌دانیم که این یون‌ها با امواج پلاسما جابجا می‌شوند – با وجود آنکه فرایند مشابهی در شفق‌های قطبی سیاره خودمان زمین نیز رخ می‌دهد این توضیحی است که تاکنون مطرح نشده بود. از این رو این می‌تواند یک پدیده فراگیر باشد که در بسیاری از نواحی دیگر فضا نیز وجود دارد.»

محققان مشاهدات نمای نزدیک از محیط مشتری را با اندازه‌گیری‌های پرتو ایکس تلفیق کردند. این مشاهدات را فضاپیمای «جونو» ناسا (که از سال ۲۰۱۶ تاکنون به دور مشتری، این بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی در حال گردش است) انجام داده و اندازه‌گیری‌های پرتو ایکس را نیز رصدخانه فضایی پرتو ایکس چند آیینه‌ای XMM نیوتن سازمان فضایی اروپا در مدار زمین ثبت کرده است.

ddcاین مشاهدات بی‌وقفه در یک بازه زمانی ۲۶ ساعته انجام شدند. دانشمندان متوجه وجود یک همبستگی میان دو چیز شدند. میان امواج در پلاسمایی که «کاوشگر جونو» شناسایی کرده بود از یک سو، و شراره‌های شفق قطبی پرتو ایکس در قطب شمال مشتری از سوی دیگر (که رصدخانه فضایی پرتو ایکس چند آیینه‌ای XMM نیوتن پیدا کرده بود.) پژوهشگران سپس از مدل‌سازی رایانه‌ای استفاده کردند تا تائید کنند که این امواج، ذرات یون سنگین را به سمت اتمسفر سیاره مشتری می‌فرستند.

پروفسور «گراتسیلا براندواردی-رایمونت» می‌گوید: «پرتو‌های ایکس را معمولاً پدیده‌های بسیار قدرتمند و شدید از جمله سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی ایجاد می‌کنند. از این رو این مسئله عجیب به نظر می‌رسد که سیارات نیز چنین چیزی تولید کنند. ما هرگز نمی‌توانیم سیاهچاله‌ها را مشاهده کنیم، زیرا آن‌ها دورتر از حد سفر‌های فضایی‌اند. اما مشتری در نزدیکی ماست. اینک ستاره‌شناسان با رسیدن کاوشگر «جونو» به مدار مشتری یک فرصت بی‌نظیر در اختیار دارند که از نزدیک، محیطی را مورد مطالعه قرار دهند که پرتو ایکس تولید می‌کند.»

دلیل اینکه چرا خطوط میدان مغناطیسی مشتری به طور دائمی مرتعش می‌شود روشن نیست، اما نظریه‌هایی وجود دارد که بر اساس آن‌ها این ارتعاشات ممکن است با باد‌های خورشیدی یا عبور جریان پلاسمای با سرعت بالا از مگنتوسفر (مغناطیس‌سپهر) این سیاره شکل گرفته باشند. مگنتوسفر ناحیه‌ای است که تحت سیطره این میدان مغناطیسی قرار دارد.

مگنتوسفر سیاره مشتری چیزی حدود بیست هزار مرتبه از مگنتوسفر زمین قدرتمندتر است. دکتر ژونگوا یائو می‌گوید که این فرایند‌های مشابه احتمالاً در زحل، اورانوس، نپتون و «احتمالاً همچنین در سیارات فراخورشیدی» نیز رخ می‌دهند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Science Advances منتشر شده است.

Adblock test (Why?)

لینک منبع

دیدگاه‌ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *