يقدم مسبار جونو دليلًا على إعادة الاتصال المغناطيسي بين كوكب المشتري وجانيميد
في يونيو 2021 ، اقتربت مركبة الفضاء جونو التابعة لوكالة ناسا من جانيميد ، أكبر أقمار كوكب المشتري ، وحلقت عبر غلافه المغناطيسي. أظهرت بيانات الرصد علامات إعادة الاتصال المغناطيسي - وهي عملية يمكن من خلالها لخطوط المجال المغناطيسي الاندماج وإعادة التوجيه.
جانيميد هو أكبر قمر طبيعي لكوكب المشتري والأكبر في المجموعة الشمسية بأكملها. وهو أيضًا القمر الصناعي الوحيد في نظامنا الذي يمتلك مجالًا مغناطيسيًا خاصًا به. ربما يكون ناتجًا عن حركات الحمل الحراري في اللب الحديدي لهذا الجسم. ومع ذلك ، فإن هذا الغلاف المغناطيسي يتناسب مع المجال المغناطيسي للمشتري ، وهو أقوى بكثير. كلاهما متصل عبر خطوط المجال. قال سكوت بولتون: " إن كسر وإعادة ربط خطوط المجال المغناطيسي لغانيميد مع كوكب المشتري يخلق ألعابًا نارية في الغلاف المغناطيسي " . وهو باحث رئيسي في مهمة جونو في معهد الأبحاث الجنوبي الغربي (SwRI).
يتدفق الإلكترون المتسارع والمحاذاة
إعادة الاتصال المغناطيسي هي عملية فيزيائية قابلة للانفجار. يحول الطاقة المغناطيسية المخزنة إلى طاقة حركية وحرارة. يؤدي هذا إلى تسريع الجسيمات المشحونة المحيطة وتسخينها. من المتوقع أن تحدث إعادة الاتصال المغناطيسية هذه عندما يتفاعل الغلاف المغناطيسي المصغر لغانيميد مع الغلاف المغناطيسي الضخم لكوكب المشتري ، في منطقة تسمى الإيقاف المغناطيسي. إنها الحدود بين المنطقتين.
استخدم بولتون ومعاونوه البيانات التي نقلها جونو. لهذا ، استخدموا تجربة JADE (تجربة توزيعات Jovian Auroral ) على متن الطائرة. وهكذا كانوا قادرين على فحص سلوك الجسيمات (الإلكترونات والأيونات) والمجالات المغناطيسية ، عندما تندمج خطوط مجال كوكب المشتري وجانيميد وتتفكك وتعيد توجيه نفسها. لذلك يمكن للباحثين تحديد الأدلة المادية المحتملة لظاهرة إعادة الاتصال المغناطيسي.
تفسير الطوبولوجيا المغناطيسية واتجاه تدفق الإلكترون لسيناريوهين مختلفين لإعادة الاتصال عند نقطة التوقف المغناطيسية أعلى منبع جانيميد. يشير الخط المنقط الأصفر إلى مسار جونو. ائتمانات: إيبرت وآخرون ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية (2022)
أفادوا بملاحظة زيادة تدفقات الإلكترون. هذا ينطبق بشكل خاص على الإلكترونات المتسارعة (حتى 2-3 keV / q) ومحاذاة في المجال المغناطيسي عند نقطة توقف Ganymede المغناطيسية. يعتبر العلماء هذا دليلاً على حدوث إعادة اتصال مغناطيسي أثناء مرور المركبة الفضائية جونو. يقول روبرت إيبرت: " تعزز هذه الملاحظات الفكرة القائلة بأن إعادة الاتصال المغناطيسي في نقطة التوقف المغناطيسية لغانيميد قد تكون محركًا للعمليات الديناميكية في بيئة الفضاء المحلية حول هذا القمر ". وهو المؤلف الرئيسي للمقال الذي يصف النتائج .
إعادة الاتصال بين كوكب المشتري وجانيميد مرتبطة بالشفق القطبي
قبل جونو ، كان مسبار جاليليو ، الذي أطلقته ناسا في عام 1989 ، هو المسبار الوحيد الذي وضع نفسه في مدار حول كوكب المشتري. مكثت هناك لمدة ثماني سنوات (من 1995 إلى 2003). أدت أول رحلة طيران قريبة من ست رحلات جوية قريبة من جانيميد ، نُفِّذت في عام 1996 ، إلى اكتشاف المجال المغناطيسي لهذا القمر الصناعي. كشفت ملاحظات جاليليو عن دوران مفاجئ في اتجاه المجال المغناطيسي. كما لاحظ اختلافات في اتساع المجال المغناطيسي والتغيرات المفاجئة في خصائص الطاقة للجسيمات وموجات البلازما والبلازما الحرارية [عند انقطاع المغنطيسي] "، بحسب الباحثين. اقترحت هذه الميزات إعادة الاتصال المغناطيسي.
تم إطلاق مسبار جونو في عام 2011. ودار في مدار حول كوكب المشتري منذ يوليو 2016. في 7 يونيو 2021 ، طار بالقرب من جانيميد (حتى 1046 كم من السطح). تضمن هذا التحليق عبورًا واضحًا للمغناطيسية في أعلى منبع جانيميد على الجزء المنتهية ولايته من عبوره. هذا هو المكان الذي لوحظ فيه دليل على إعادة الاتصال المغناطيسي. وقال الباحثون إن " الإلكترونات ذات التيار المعاكس التي لوحظت على جانبي الإيقاف المغناطيسي تشير إلى وجود مواقع متعددة لإعادة الاتصال ، شمال وجنوب المركبة الفضائية ".
يعتقد العلماء أن إعادة الاتصال هذه مرتبطة بتوليد الشفق الذي لوحظ حول أقطاب القمر الصناعي. يقول الدكتور ستيفن فوسيلير: " الإلكترونات المتسارعة التي لاحظها JADE مشابهة لتلك التي لوحظتها المركبة الفضائية MSS (الغلاف المغناطيسي متعدد النطاقات) التابعة لوكالة ناسا أثناء إعادة الاتصال مع انقطاع الأرض المغناطيسي ". وهو باحث في SwRI ومؤلف مشارك للمقال.
تذوق البعثات المستقبلية للمشتري
وهكذا ، سلط JADE الضوء على الجانب العالمي لظاهرة إعادة الاتصال المغناطيسي. على الرغم من الاختلافات الكبيرة الموجودة بين جانيميد وكوكبنا ، إلا أن لديهم نقاطًا مشتركة تتعلق بهذه العملية الفيزيائية. " هذا هو القياس الأول لهذا التفاعل المعقد على جانيميد. هذا يعطينا طعمًا مثيرًا للغاية للرؤى التي نتوقعها من مهمة JUICE التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، "قال توماس جريثوس ، عالم مهمة جونو في SwRI.
تعد مهمة JUICE ( JUpiter ICy moons Explorer ) ، المقرر إطلاقها في أبريل 2023 ، المهمة الكبيرة التالية لوكالة الفضاء الأوروبية. ستكون هذه هي المرة الأولى التي يسافر فيها مسبار أوروبي حصريًا إلى النظام الشمسي الخارجي. كما يوحي اسمها ، فإن هذه المهمة مكرسة لرصد أقمار المشتري ، بما في ذلك جانيميد وأوروبا وكاليستو. من المتوقع الوصول إلى نظام جوفيان في يوليو 2031.
قام SwRI ببناء اثنين آخرين من مطياف الأشعة فوق البنفسجية (على غرار ذلك الموجود على متن جونو). سيتم استخدامها لمزيد من فحص الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري وجانيميد. سيتم نقل أحدهما بواسطة مسبار JUICE ، والآخر على متن Europa Clipper. إنه مسبار طورته وكالة ناسا. يجب على ناسا إطلاقه في أكتوبر 2024 ، للوصول إلى كوكب المشتري في عام 2030.
المصدر: مواقع الكترونية