يتعامل كوكب المشتري مع الرياح الشمسية بطريقة لم يتوقعها العلماء

تكشف الملاحظات الجديدة من مهمة جونو التابعة لناسا أن الصدمة القوسية لكوكب المشتري تتصرف بطرق أكثر تعقيدًا من نظيرتها على الأرض.

التقطت مركبة جونو الفضائية التابعة لناسا القياسات الأكثر تفصيلا حتى الآن لصدمة القوس لكوكب المشتري، وهي الحدود الشاسعة التي تصطدم فيها الرياح الشمسية بالبيئة المغناطيسية للكوكب. تظهر الملاحظات أن المشتري يدير هذا التفاعل عالي الطاقة بشكل مختلف تمامًا عن الأرض، وذلك باستخدام مزيج أكثر تعقيدًا من موجات البلازما وهياكل صدمية أصغر لإبطاء الجسيمات الواردة.

النتائج التي أعلن عنها أ جامعة ايواقدم الفريق الذي يقوده الباحثون أيضًا مثالًا قريبًا لفيزياء الصدمة التي يمكن أن تساعدهم في دراسة بيئات أكثر نشاطًا، بما في ذلك بقايا النجوم المنفجرة.

تتشكل الصدمة القوسية عندما تصطدم الرياح الشمسية، وهي تيار أسرع من الصوت من الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس، بالغلاف المغناطيسي للكوكب. يجبر الاصطدام الجسيمات على التباطؤ والتسخين وتغيير الاتجاه قبل أن تتمكن من اختراق المحيط المغناطيسي للكوكب.

على الأرض، تحدث هذه العملية بشكل رئيسي عند صدمة قوسية واحدة كبيرة. وتساعد هذه الحدود على تحويل جزء كبير من الرياح الشمسية حول الكوكب بدلاً من السماح لها بالتفاعل مباشرة مع الغلاف الجوي العلوي.

يستخدم كوكب المشتري مزيجًا أوسع من موجات البلازما

تعمل صدمة قوس المشتري في ظل ظروف أكثر قسوة. يمتلك العملاق الغازي أكبر غلاف مغناطيسي كوكبي في النظام الشمسي، مما يخلق منطقة أكبر بكثير حيث يمكن أن تتفاعل الجسيمات المشحونة والمجالات المغناطيسية وموجات البلازما.

أظهرت ملاحظات جونو أن الصدمة القوسية لكوكب المشتري تحتوي على موجات بلازما منتشرة عبر ترددات متعددة، والتي وصفها الباحثون بـ “التوافقيات”. بدلًا من الاعتماد بشكل أساسي على تردد واحد مهيمن، كما يحدث على الأرض، يبدو أن المشتري يستخدم طيفًا أكثر ثراءً من الموجات التي يمكنها نقل الطاقة إلى نطاق أوسع من الجسيمات الواردة.

يساعد هذا التفاعل على تسخين وإبطاء الرياح الشمسية قبل أن تتحرك بشكل أعمق في البيئة المغناطيسية لكوكب المشتري.

يقول جاياسري جوزيف، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة أيوا والمؤلف المقابل للدراسة: “لقد وجد المشتري طريقته الخاصة للتعامل مع الرياح الشمسية، من خلال موجات البلازما التي تكون أقوى وتظهر هياكل توافقية أكثر ثراءً”. “هذا مهم لأنه إذا كان لديك ترددات متعددة، فيمكنك تسخين المزيد من الجسيمات في الرياح الشمسية وإبطائها.”

الصدمات الصغيرة تبطئ الجسيمات قبل الحد الرئيسي

يبدو أيضًا أن المشتري يبدأ في معالجة الرياح الشمسية قبل أن تصل إلى صدمة القوس الأساسية للكوكب. اكتشف جونو سلسلة من المناطق الأصغر تسمى الصدمات، والتي تتفاعل مع الجسيمات الواردة وتبطئها على مراحل.

الأرض لا تظهر نفس المستوى من التعقيد. تقوم صدمة القوس الرئيسية بمعظم أعمال إبطاء وإعادة توجيه الرياح الشمسية.

يقول بيل كورث، عالم الأبحاث في قسم الفيزياء وعلم الفلك في ولاية أيوا، والمؤلف المشارك في الدراسة، والذي شارك في مهمة جونو منذ إطلاقها في عام 2011: “لا تحتاج الأرض إلى اتخاذ هذه الخطوات الإضافية للتعامل مع الرياح الشمسية، لأن التأثير ليس بنفس القوة”.

حالة اختبار قريبة لمزيد من الصدمات الكونية الشديدة

تحدث موجات الصدمة أيضًا في بيئات فيزيائية فلكية أكثر نشاطًا، بما في ذلك بقايا المستعرات الأعظم. تتشكل هذه الهياكل المتوسعة بعد انفجار نجوم معينة ويمكنها تسريع الجسيمات أثناء تحويل كميات هائلة من الحركة السائبة إلى حرارة وأشكال أخرى من الطاقة.

لا يستطيع كوكب المشتري إعادة إنتاج الظروف الكاملة المحيطة ببقايا المستعر الأعظم، لكن صدمة القوس توفر بيئة أقرب بكثير حيث يمكن للباحثين قياس بعض عمليات البلازما المعنية بشكل مباشر.

يقول جوزيف: “نظرًا لأن الصدمات الأكثر قوة تحدث حول الأجسام الفيزيائية الفلكية مثل بقايا المستعرات الأعظم، فإن صدمة قوس المشتري توفر مختبرًا طبيعيًا قريبًا لاستكشاف وفهم كيفية تحويل الطبيعة لكميات هائلة من طاقة التدفق إلى حرارة وجزيئات حيوية”.nbs

وتستند النتائج إلى البيانات التي جمعها جونو في ديسمبر 2024. وتدور المركبة الفضائية حول كوكب المشتري منذ يوليو 2016، وتمر بشكل متكرر عبر مناطق شكلها المجال المغناطيسي الهائل للكوكب.

قام فيزيائيون من جامعة أيوا بتصميم وبناء أداة موجات جونو، التي تقيس موجات الراديو والبلازما حول كوكب المشتري. أكدت المركبات الفضائية في وقت سابق وجود الصدمة القوسية لكوكب المشتري، لكن جونو قدمت القياسات اللازمة لحل الهياكل الموجية الأكثر تعقيدًا التي تحدث داخلها.

المرجع: “ملاحظات موجة البلازما من مركبة جونو الفضائية عند صدمة قوس جوفيان” بقلم ج. جوزيف، دبليو إس كورث، إل بي ويلسون الثالث، جيب كونيرني، إف. أليجريني، آر جيه ويلسون، أ.ه. سليمان، آر دبليو إيبرت، جي بي فادن، سي دبليو بايكر، آن جاينز، بي إتش موك، وإس جي بولتون، 31 يوليو 2026، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-026-76223-x

قامت ناسا بتمويل البحث.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.