حير الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري علماء الفلك لعقود. الغلاف الخارجي للغاز حول الكوكب العملاق أدفأ بمئات الدرجات مما كان متوقعا. الآن ، يعتقد العلماء أنهم ربما اكتشفوا السبب. يمكن أن تأتي هذه الحرارة الإضافية من الشفق القطبي الشديد لكوكب المشتري. هذه هي نسخة كوكب المشتري من الأضواء الشمالية والجنوبية للأرض.
لنتعرف على كوكب المشتري
كوكب المشتري يدور حول 778 مليون كيلومتر (483 مليون ميل) من الشمس. على تلك المسافة ، يكون ضوء الشمس ضعيفًا بشكل لا يصدق. يمثل أقل من 4 في المائة من الطاقة لكل متر مربع (10.8 قدم مربع) التي تضرب الغلاف الجوي للأرض. لذلك يجب أن تكون المنطقة التي تقع على بعد مئات الكيلومترات (الأميال) فوق قمم السحابة على الكوكب حوالي -73 درجة مئوية (-99 درجة فهرنهايت). لكن الغلاف الجوي العلوي للمشتري يبلغ في الواقع حوالي 426 درجة مئوية (799 درجة فهرنهايت).
لاحظ العلماء هذا عدم التطابق لأول مرة منذ أكثر من 40 عامًا. منذ ذلك الحين ، توصل الباحثون إلى عدة تفسيرات محتملة. على سبيل المثال ، يمكن أن يولد الغاز المتماوج إلى أسفل بعيدًا الدفء. لكن الملاحظات الأخيرة تتبع الآن الحرارة إلى الشفق القطبي لكوكب المشتري. تأتي الملاحظات من فريق بقيادة جيمس أودونوغو. إنه عالم كواكب في ساغاميهارا ، اليابان. يعمل في معهد JAXA لعلوم الفضاء والملاحة الفضائية.
لاحظ فريقه كوكب المشتري باستخدام تلسكوب Keck II الذي يبلغ طوله 10 أمتار (33 قدمًا). تقع فوق بركان ماونا كيا الخامل في هاواي. أطل O’Donoghue وزملاؤه على كوكب المشتري في ليلة واحدة في كل من 2016 و 2017. كانوا يبحثون عن ضوء الأشعة تحت الحمراء من الكوكب. يتم إنتاج طول موجي معين لهذا التوهج بواسطة جزيئات الهيدروجين موجبة الشحنة (H). تتشكل هذه الأيونات عندما تضرب جزيئات الرياح الشمسية الغلاف الجوي لكوكب المشتري. (الرياح الشمسية عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة التي تتدفق من الشمس.) مثل هذه الاصطدامات عالية السرعة تجعل الشفق القطبي يتوهج.
الشرح:الأيونات والجذور في عالمنا
كشفت شدة ضوء الأشعة تحت الحمراء H مدى سخونة ارتفاعها فوق قمم سحابة المشتري. من المحتمل أن تصل المناطق القطبية حيث يتشكل الشفق القطبي إلى حوالي 725 درجة مئوية (1337 درجة فهرنهايت) . تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 325 درجة مئوية (617 درجة فهرنهايت) بالقرب من خط الاستواء. شارك الباحثون هذه النتائج في 5 أغسطس Nature . يشير الانخفاض التدريجي في درجة الحرارة بعيدًا عن القطبين إلى أن الشفق القطبي للمشتري يسخن الغلاف الجوي العلوي. ثم تنشر الرياح ذلك الدفء من القطبين.
ربما يكون فريق O’Donoghue قد اكتشف انتقال الحرارة هذا أثناء العمل. في يناير 2017 ، لاحظ الباحثون كوكب المشتري أثناء توهج شمسي قوي. تسبب انفجار الطاقة هذا من الشمس في حدوث شفق قطبي شديد. في الوقت نفسه ، أظهر كوكب المشتري رقعة واسعة من الغازات الدافئة جنوب الشفق القطبي. يمكن أن تكون هذه موجة من الدفء تتجه جنوبًا. يقول O’Donoghue:"لقد كان من حسن الحظ أننا استطعنا التقاط هذا الحدث المحتمل لتساقط الحرارة".
يقول تومي كوسكينين إن هذه الملاحظات "قريبة من" مسدس دخان "لشرح الحرارة الغامضة لكوكب المشتري. لم يشارك في الدراسة الجديدة. لكنه عالم كواكب في جامعة أريزونا في توكسون. والخطوة التالية هي أن نفهم فقط كيف تخلق الشفق القطبي للمشتري وتتقاسم الحرارة ، كما يقول. يمكن بعد ذلك إضافة هذه العمليات إلى النماذج الحاسوبية للغلاف الجوي لكوكب المشتري.
