اكتشف مسبار جونو التابع لناسا تفريغات كهربائية على كوكب المشتري بقوة أكبر 100 مرة من تلك الموجودة على الأرض

كشف تحليل متعمق للبيانات التي جمعها المسبار الفضائي جونو، الذي تديره وكالة الفضاء الأمريكية الشمالية، أن التصريفات الكهربائية في الغلاف الجوي لكوكب المشتري لها قوة أكبر بكثير من تلك المسجلة في بيئة الأرض. ركز المسح العلمي على التقاط الانبعاثات الراديوية أثناء التحليق فوق تشكيلات العواصف المعزولة على أكبر كوكب في النظام الشمسي. تظهر السجلات أن جزءًا كبيرًا من هذه الأحداث الجوية يطلق كمية من الطاقة تعادل على الأقل مائة ضعف قوة ضربة البرق الشائعة على الأرض.

وحدد فريق الباحثين نشاطا كهربائيا مكثفا في أربع عواصف خارقة مصنفة على أنها خفية، حدثت بين عامي 2021 و2022. وتقع هذه الظواهر على وجه التحديد في الشريط الاستوائي الشمالي للعملاق الغازي. خلال فترة المراقبة هذه، أدى غياب العديد من العواصف المتزامنة في نفس المنطقة إلى خلق فرصة مثالية، مما سمح لأدوات المركبة الفضائية بتحديد أصل النبضات الكهرومغناطيسية المكتشفة في الفضاء السحيق.

وخلال أقرب الممرات إلى الغلاف الجوي لكوكب المشتري، سجل المسبار متوسطًا ثابتًا قدره ثلاث ومضات ساطعة في الثانية. أحصت قاعدة البيانات النهائية المستخدمة في الدراسة 613 نبضة من الموجات الميكروية، مما يوفر مادة قوية لفهم ديناميكيات المناخ خارج كوكب الأرض.

– أظهرت النبضات التي تم تحليلها تباينًا شديدًا في القوة، بدءًا من مستويات تعادل البرق الأرضي إلى قمم أعلى بمئات المرات.

– تم إجراء قياسات دقيقة بفضل مقياس إشعاع الموجات الدقيقة المرفق بالمسبار، وهو عبارة عن قطعة من المعدات مصممة لعبور طبقات السحب الكثيفة للكوكب.

– تم دعم رسم خرائط العواصف من خلال الصور التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي وشبكات من علماء الفلك الهواة في جميع أنحاء العالم.

رصد العواصف الخفية في الحزام الاستوائي

إن استخدام الأدوات المعتمدة على الانبعاثات الراديوية قد سمح للعلماء بالتحايل على القيود طويلة الأمد التي فرضتها عمليات الرصد على الجانب الليلي من الكوكب. تاريخيًا، حجبت سحب المشتري السميكة الومضات المرئية للتصريفات الكهربائية، مما جعل تقديرات الطاقة المنطلقة غير دقيقة وغالبًا ما يتم الإبلاغ عنها بشكل ناقص. وقد تغلب مقياس الإشعاع بفعالية على هذا الحاجز المادي، حيث يمكن لموجات الراديو عبور طبقات جوية متعددة دون التعرض لتداخل كبير من الكثافة الغازية أو الجسيمات العالقة.

كان عزل عاصفة نشطة واحدة في كل مرة هو العامل الحاسم في نجاح القياس. حدثت هذه الحالة الجوية النادرة أثناء التوقف الطبيعي لنشاط الحمل الحراري في الحزام الاستوائي الشمالي. تميزت العواصف الخارقة الخفية التي تم رصدها بأبراج سحابية ذات ارتفاعات متواضعة مقارنة بالتكوينات العملاقة الأخرى على كوكب المشتري، لكنها أظهرت قدرة فريدة على الحفاظ على نشاط كهربائي طويل الأمد على مدى عدة أشهر. أكد التحليل الإحصائي للنبضات البالغ عددها 613 نبضة أن الجهاز كان قادرًا على التقاط مجموعة كاملة من الأحداث، مما أدى إلى تصحيح انحياز البعثات الفضائية السابقة التي اكتشفت فقط ضربات البرق الأكثر تطرفًا وخلقت فرضية خاطئة مفادها أن كل البرق المشتري كان دائمًا برقًا فائقًا.

تحرك ديناميكيات الغلاف الجوي شدة التصريفات

يعد التركيب الكيميائي للغلاف الجوي لكوكب المشتري أحد العوامل الأساسية في تفسير قوة عواصفه. يهيمن الهيدروجين على البيئة بالكامل تقريبًا، في تناقض صارخ مع خليط النيتروجين والأكسجين الذي يشكل الغلاف الجوي للأرض. يغير هذا الاختلاف الهيكلي بشكل أساسي عملية الحمل الحراري الرطب، وهو المحرك المسؤول عن تكوين السحب المشحونة وإطلاق التفريغات الكهربائية لاحقًا.

على الكوكب العملاق، يصبح الهواء الرطب أثقل بكثير مقارنة بالغاز المحيط به. تتطلب هذه الخاصية الفيزيائية أن يكون هناك تراكم أكبر بكثير للطاقة الحرارية في الطبقات السفلية حتى يتمكن الهواء من الارتفاع ويولد عدم الاستقرار اللازم لحدوث العاصفة. عندما تخترق هذه الطاقة حاجز الكثافة أخيرًا، يحدث الإطلاق بشكل انفجاري.

وكنتيجة مباشرة لديناميكيات السوائل هذه، فإن عواصف المشتري قادرة على الوصول إلى ارتفاعات تتجاوز علامة 100 كيلومتر من قاعدتها. نادرًا ما يتجاوز ارتفاع تكوينات العواصف على الأرض 10 كيلومترات. توفر هذه المسافة العمودية الشاسعة مساحة أكبر بكثير لاحتكاك الجسيمات وتكثيف بخار الماء، مما يؤدي إلى تضخيم الطاقة النهائية للتفريغات الكهربائية المتولدة في العملية.

Leia Tambem

اختبار البطارية الجديد يضع هاتف Galaxy S26 Ultra في المقدمة على iPhone 17 Pro Max في التصنيف العالمي

تكشف الأبحاث أن الآباء لا يدركون كيفية استخدام أطفالهم للذكاء الاصطناعي

خصم كبير على هاتف Galaxy S25 Plus يخفض قيمته إلى أقل من 4500 ريال في المتجر الإلكتروني

تتغلب الانبعاثات الراديوية على حواجز المراقبة البصرية

يعمل مقياس إشعاع الموجات الدقيقة الخاص بالبعثة على تردد محدد قدره 600 ميجاهرتز، مسجلاً النبضات الكهربائية باعتبارها شذوذات حادة في درجة حرارة سطوع الكوكب. وقد أتاح هذا النهج التقني قياس قوة التفريغ مباشرة عند مصدر توليده.

من خلال قياس الطاقة عند المصدر، قلل الباحثون بشكل كبير من الشكوك الرياضية التي غالبًا ما ترتبط بتوهين الإشارة بسبب السحب أو المسافة الهائلة بين المسبار والحدث. وفي رحلات جوية معينة، كان القرب كبيرًا لدرجة أنه تم تسجيل مئات النبضات كل بضع دقائق.

ولإقامة تشابه مفهوم، قارن العلماء انبعاثات راديو جوفيان مع قواعد البيانات الأرضية التي تم الحصول عليها بأطوال موجية مختلفة. تتطلب النمذجة الرياضية استقراءات معقدة لمواءمة أطياف الطاقة للكوكبين.

اعتمادًا على النموذج الطيفي المعتمد لتحويل البيانات، يمكن حساب القوة القصوى للأشعة على كوكب المشتري على أنها تعادل قوة التصريفات الشائعة على الأرض أو تتجاوز الأحداث الأرضية بما يصل إلى مليون مرة، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تحسين قياسات المدة الدقيقة للنبضات.

توزيع الأحداث الكهربائية ودعم التلسكوب

وقد حددت المسوحات السابقة بالفعل اتجاهًا نحو زيادة حدوث البرق بالقرب من أقطاب المشتري. تسد البيانات الحديثة فجوة مهمة من خلال التركيز على العواصف الاستوائية خلال فترات الهدوء الجوي العام، مما يسمح بتحديد تواترها وشدتها عند خطوط عرض مختلفة.

تعتمد دقة هذا التعيين بشكل كبير على شبكة الدعم المرئي. عندما التقط المسبار إشارات الراديو غير المرئية، أكدت التلسكوبات التي تدور حول الأرض والمراصد الأرضية المواقع الدقيقة لكتل ​​السحابة، مما يضمن أن كل نبضة راديوية مرتبطة بالعاصفة الصحيحة.

آليات تشكيل السحابة والجسيمات المشحونة

تتبع الفيزياء وراء تشكل البرق على كوكب المشتري المبادئ الأساسية التي لوحظت في الأرصاد الجوية الأرضية، والتي تنطوي على الارتفاع السريع لبخار الماء الذي يتكثف عند الوصول إلى ارتفاعات مع درجات حرارة متجمدة. تولد هذه العملية كمية هائلة من الجزيئات المشحونة كهربائيا. عندما تصطدم القطرات السائلة وبلورات الجليد بعنف في التيارات الصاعدة والهابطة، فإنها تنفصل عن طريق الوزن والشحن، مما يخلق اختلافات هائلة في الجهد الكهربي تؤدي حتمًا إلى تفريغ هائل. على الرغم من أن الدورة مماثلة لدورة الأرض، إلا أنها تعمل في ظل ظروف قاسية من الجاذبية الساحقة، والضغوط الجوية الهائلة، والتركيب الكيميائي المتميز. ولا يزال المجتمع العلمي يبحث فيما إذا كان المحرك الرئيسي لهذه القوة غير المتناسبة هو الغلاف الجوي الذي يهيمن عليه الهيدروجين أم الارتفاع الهائل لأبراج السحب، والذي يمتد المسافات التي تغطيها التصريفات وتراكم الطاقة الحرارية.

تقلب الأطياف في الأجسام الغازية في النظام الشمسي

أشارت القياسات الحديثة إلى أن قوة النبضات تتباين بشكل كبير وغير متوقع داخل نفس العاصفة التي تم تحليلها. وفي حين اقتربت بعض الأحداث الكهربائية من القيم النموذجية المسجلة في العواصف الصيفية على الأرض، تجاوزت أحداث أخرى هذه العلامات بعدة مراتب من حيث الحجم. ويشير هذا التقلب العالي إلى أن كوكب المشتري ليس مجرد منتج للضوء الفائق، بل هو بيئة معقدة تستضيف طيفًا كاملاً ومتنوعًا من النشاط الكهربائي، اعتمادًا على الظروف المناخية الدقيقة لكل سحابة.

وتواصل المهمة الفضائية، التي تدور حول الكوكب العملاق منذ عام 2016، تقديم المجموعة الأكثر تفصيلا واستمرارية من البيانات التي تم الحصول عليها على الإطلاق حول ظواهر الأرصاد الجوية خارج كوكب الأرض. تمثل القدرة التكنولوجية على اكتشاف الانبعاثات عبر آلاف الكيلومترات من السحب المعتمة تقدمًا منهجيًا كبيرًا. البيانات المتراكمة لا تكشف أسرار كوكب المشتري فحسب، بل تقدم أيضًا أوجه تشابه قيمة تساعد خبراء الأرصاد الجوية على فهم الظواهر الجوية المتطرفة التي تحدث على الأرض نفسها بعمق أكبر.