کاوشگر جونو(Juno) در ۵ آگوست ۲۰۱۱ پرتاب شد و بعد از پروازی ۵ ساله در ۴ جولای ۲۰۱۶ در مدار سیاره‌ی مشتری قرار گرفت. مشتری بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه شمسی است که قطر آن در استوا به ۱۴۲,۹۸۴کیلومتر می‌رسد. بزرگی این سیاره به قدری است که تمامی سیارات منظومه شمسی به راحتی در آن جا می گیرند. این سیاره هر ۹.۹۲۵ ساعت یکبار به دور خود می‌چرخد، و این موجب شده تا قطرش (در استوا)  ۹۲۷۵ کیلومتر بیشتر از فاصله بین دو قطبش باشد.

اطراف مشتری کمربندهای تابشی درست شبیه به کمربندهای تابشی ون آلن (Van Allen) که دراطراف زمین هستند، وجود دارد؛ با این تفاوت که کمربندهای اطراف مشتری هزاران بار بزرگ‌تر و قوی‌تر هستند. ابزار الکترونیکی کاوشگر جونو در یک محفظه‌ی تیتانیومی قرار دارد  تا ذرات پر انرژی اطراف مشتری، در کار سیستم‌های این کاوشگر اختلال ایجاد نکنند.

اغلب ذرات پر انرژی اطراف مشتری، الکترون‌هایی هستند که در محدوده‌ی فرکانس رادیویی تابش می‌کنند. این، همان پدیده‌ایست که منجر به کشف میدان مغناطیسی مشتری شده بود. یکی از پیشگامان نظریه‌ی جهان الکتریکی، امانوئل ولیکوفسکی (Immanuel Velikovsky)، در اکتبر سال ۱۹۵۳ وجود میدان مغناطیسی و همچنین تابش قوی رادیویی آن را پیش بینی کرده بود. این پدیده ها ناشی از وجود مغناط‌کره‌ی (magnetosphere) مشتری هستند که تا ۶۵۰ میلیون کیلومتر، حتی فراتر از مدار زحل، گسترش پیدا کرده است.

حلقه‌های مشتری از صفحه‌ی نازکی که سیاره را محاط کرده، شکل گرفته اند، و ماهیتی الکتریکی دارند . مشاهده‌ی حلقه‌های مشتری دشوار است چرا که حلقه‌ها کاملاً پراکنده هستند و فقط در صورتی که در تراز و حالت مناسبی نسبت به خورشید قرار بگیرند، قابل رصد می‌شوند. شعاع‌ خارجی حلقه‌ از ۱۲۹ هزار کیلومتری تقریبا نزدیکی مدار قمر (Adrastea) شروع می‌شود. اغلب نظریه‌ها بر تاثیر قمرهای Metis, Adrastea, Amalthea و Thebe بر ساختار حلقه‌های مشتری، درست همانند تاثیر «قمرهای چوپان» بر حلقه‌های زحل، تاکید دارند. (اقمار چوپان، ۵ قمر کوچکی هستند که در حلقه‌ها و شکاف‌های بین حلقه‌های زحل قرار گرفته و تاثیر چشمگیری بر شکل این حلقه‌ها دارند.)

همانطور که قبلا اشاره شد؛ کاوشگر گالیله کشف کرد، مادامیکه قمر آیو به دور محور میدان های الکترومغناطیسی مشتری می چرخد، توان الکتریکی بیش از ۲ تریلیون وات پراکنده می‌کند. این بار الکتریکی که در امتداد میدان مغناطیسی مشتری جریان دارد، باعث روشن شدن قسمت های بالایی اتمسفر سیاره و همچنین شفق های قطبی شدید در قطب ها می شود. تلسکوپ فضایی هابل، همزمان با رسیدن جونو به مشتری ویدئوی شفق های قطبی مشتری را منتشر کرد.

آلبرتو آدریانی (Alberto Adriani) عضو تیم «نقشه برداری فروسرخ از شفق های قطبی مشتری» the Jovian Infrared Auroral Mapper) JIRAM) که توسط آژانس فضایی ایتالیا تدارک دیده شده است اذعان دارد: «… ما می دانستیم که اولین رصد قطب جنوب مشتری در محدوده‌ی فروسرخ، شفق قطبی این سیاره را نشان خواهد داد…و دیدیم که این شفق بسیار روشن و ساختار یافته بود.»

تمامی سیاراتی که به صورت غول گازیند، دارای حلقه هایی در اشکال مختلف هستند. چنبره‌ی پلاسمایی در اطراف این سیارات و جریان الکتریکی که در امتداد محورقطبی شارش و سپس از صفحه استوایی خارج می شود، دلایل احتمالی دوام وثبات حلقه‌ها هستند. هیچ کسی به درستی چگونگی شکل‌گیری و ثبات حلقه های سیاره ای را نمی‌داند، اما جریان الکتریکی گذرنده از میان غبار پلاسمایی می‌تواند توضیحات معقول‌تری ارائه دهد؛ که در مورد شفق‌های قطبی اغلب سیارات نیز صدق می‌کند.

توضیح تصویر: نزدیک قطب شمال مشتری – اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

استفان اسمیت

ترجمه: مرتضی خامدی

Pole to Pole – Translator: Morteza Khamedi

هرگونه کپی برداری با ذکر نام “بخش فارسی پروژه آذرخش” میسر خواهد بود.

از آنجا که با دنباله دار ها و خواصشون آشنا هستیم ، خوب است که یادآوری نماییم که  فقط اشیای دارای دم، دنباله دار نیستند. برای مثال ،سیاره ی زهره یک دم رشته ای دنباله دار گونه  به طول میلیون ها کیلومتر دارد که هر ۵۴۸ روز یکبار که به نزدیکترین فاصله ی خود از زمین میرسد ، امتداد دم آن با مغناط کره ی زمین برهم کنش دارد.

سیاره های گازی بزرگ نیز میتوانند دمی همچون دنباله دار ها داشته باشند. به عنوان مثال در نزدیکترین فاصله ی بین مشتری و زحل، مغناط کره ی  سیاره ی مشتری به صورت بیضی کشیده ای به طول ۶۸۰ میلیون کیلومتر به طور باور نکردنی تا مدار زحل امتداد پیدا می کند. زمانی که فضاپیمای پایونیر ۱۰ به مدار زحل رسید در حالی که پشت مشتری نسبت به خورشید قرار گرفته بود در کمال شگفتی،متخصصان هیچ ذره ی بارداری را که اصولا باید توسط بادهای خورشیدی ایجاد میشده را شناسایی نکردند! در واقع متوجه شدند که ،میدان مغناطیسی مشتری باد های خورشیدی را را تافاصله ی چندصد کیلومتر تعدیل میکند.

دنباله ی پلاسمایی زمین و یا همان مغناط کره اش بر اثر برخورد با ذرات بارداری  که از خورشید ساطع میشوند (بادهای خورشیدی) تغییر شکل می دهد و قدرتش تغییر میکند.به دلیل اثرات الکتریکی ذرات پرسرعت یون ،دم مغناطیسی زمین همانند دم دنباله دار ها در خلاف جهت خورشید کشیده می شود.

وقتی که ماه از میان پلاسمای یونیزه شده ی اطراف زمین می گذرد، مواد موجود در سطح آن، بار منفی پیدا کرده و با دفع یکدیگر از سطح ماه جدا می شوند.دیفرانسیل بار بین  دو سمت تاریک و روشن آن باد یونیزه ای ایجاد می کند که از سمت تاریک تر و منفی تر ماه به سمت روشن تر و مثبت تر آن جریان می یابد و نیروی میدان الکتریکی بین دو نیمکره تا ۱۰۰۰ ولت می تواند تفاوت داشته باشد .

کشف دنباله ی سیاره ی عطارد نیز از اکتشافات غیر منتظره ی محققان بود؛ زیرا دانشمندان علوم سیاره ای ، فیزیک پلاسما را نادیده می گرفتند. نظریه ی جهان الکتریکی بیان می کند که دنباله ی دنباله دار ها زمانی ایجاد می شود که غلاف پلاسمایی دنباله دار، بار الکتریکی کافی برای دشارژ را فراهم آورده باشد که باعث درخشش آن شود. دنباله دار ها صرف نظر از ساختارشان، تابع رفتار بنیادین ذرات باردار در پوسته ی پلاسمایی هستند.

دنباله ی سیاره ی عطارد حاوی درصد زیادی از اتم های سدیم است. سال ۲۰۰۸ ، در رصدخانه ی مک دونالد واقع در تگزاس، اخترفیزییکدانان دنباله ی سدیمی عطارد را اندازه گیری نمودند و متوجه شدند که طول آن بیش از طول چهار ماه کامل است. از جمله جالب ترین جنبه ی مشاهداتشان این بود که به نظر میرسید اتم های سدیم از نقاط داغی درعرض جغرافیای بالا در عطارد نشأت می گیرند.
زمانیکه فضاپیمای مسنجر بر فراز سیاره ی عطارد پرواز می نمود، این نقاط داغ را درست در جایی یافت که دانشمندان علوم سیاره ای، میگفتند موادی که در اثر فشار تابشی حاصل از خورشید از سطح سیاره زدوده شده اند،نیز در آن قسمت هستند.از آنجا که عطارد درست مثل ماه هیچ اتمسفر و یا میدان مغناطیسی قابل توجهی ندارد که از آن در برابر خورشید  محافظت کند، همان طور که قبلا هم اشاره شده،ماه میتواند به توضیح اثرات و نقاط داغ روی سطح سیاره کمک نماید.همان طور که دیفرانسیل ولتاژ ماه توسط الکتریسیته توضیح داده میشود ، ویژگی های عطارد نیز با فرضیه های الکتریکیقابل توجیه اند. قمر مشتری،آیو، نیز میتواند مدل مناسبی برای توضیح نقاط داغ عطلرد باشد.

آیو در مداری نزدیک به مشتری به دور آن گردش میکند و سطح آن توسط تابش شدید الکترومغناطیسی بمباران میشود به طوری که هر ثانیه یک تن ماده و گاز از سطح آن جدا میشود.قمر آیو همان طور که در جو مغناطیسی مشتری در حرکت است،همانند یک ژنراتور عمل میکند.بیشتر از چهارصد هزار ولت در سه میلیون آمپر از جریان از طرف آیو به محیط الکتریکی مشتری جاری میشود.

احتمالا عطارد نیز چیزی مشابه را تجربه میکند. نقاط داغ می توانند در قسمتی قرار گرفته باشند که کانون پلاسمای چگال، در آن قسمت قرار دارد و باعث ارتباط بین خورشید و عطارد می شود.هم چنین فرسایش کاتدی عطارد میتواند دلیلی برای ساختار رشته مانند دنباله اش و شباهتش به جریان های بیرکلندی که بار ها در موردش صحبت شده،باشد.

مفهوم دم رشته ای ناشی از تبادل بار الکتریکی تنها به منظومه ی شمسی محدود نمی شود.ستاره ها نیز همچون کهکشان ها دارای دنباله هستند.به عنوان مثال ستاره ی میرا یک غول سرخ است که دنباله ای به طول ۱۳ سال نوری دارد و یا کهکشان ESO 137-001 دنباله ای دارد که ۲۰۰۰۰۰ سال نوری کشیده شده است.به نظر میرسد که تمامی اجرام آسمانی می توانند از پلاسمایی که در آن واقع هستند انرژی دریافت کنند و از آنجا که  ۹۹٫۹۹۹۹۹%مواد تشکیل دهنده ی کیهان از ذرات باردار میباشد ،می توان نتیجه گرفت که پلاسما بر تمام  جهان حاکم است.

استفان اسمیت

ترجمه: فاطمه طهماسبی

Electromagnetic Tails

Translator: Fatemeh Tahmasebi

توضیح تصویر: کهکشان ۳c129 دنباله ای به طول ۱٫۵ میلیون سال نوری دارد

این مطلب را ذکر نام “بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش” منتشر کنید