بالعودة إلى بيانات فوييجر 2 ، اكتشف العلماء سرًا آخر حول أورانوس

مرحبا القارئ! اسمي إيرينا ، وأدير قناة برقية عن الفيزياء الفلكية وميكانيكا الكم "كوانت" . اليوم أعددت لك ترجمة لمقال عن كوكب أورانوس ، أو بالأحرى عن سره الذي تم اكتشافه مؤخرًا.

استمتع بالقراءة!



التقطت فوييجر 2 هذه الصورة في 14 يناير 1986 ، عندما اقتربت من كوكب أورانوس. يرجع لون الكوكب الضبابي المزرق إلى وجود غاز الميثان في غلافه الجوي ، والذي يمتص موجات الضوء الحمراء.

بعد ثماني سنوات ونصف من رحلته الكبرى عبر النظام الشمسي ، كانت المركبة الفضائية فوييجر 2 التابعة لناسا جاهزة لاجتماع جديد. حدث هذا في 24 يناير 1986 ، وسرعان ما سيجتمع مع الكوكب السابع الغامض ، الجليدي أورانوس.
على مدار الساعات القليلة التالية ، طارت فوييجر 2 على مسافة 50.600 ميل (81.433 كيلومترًا) من القمم الغائمة في أورانوس ، وجمع البيانات التي كشفت عن حلقتين جديدتين ، و 11 أقمارًا جديدة ودرجات حرارة أقل من 353 درجة فهرنهايت (ناقص 214 درجة درجة مئوية). لا تزال مجموعة البيانات البعد الوحيد الوثيق الذي قمنا به على هذا الكوكب.

بعد ثلاثة عقود ، اكتشف العلماء ، بعد إعادة فحص هذه البيانات ، سرًا آخر.
دون علم مجتمع فيزياء الفضاء بأكمله ، قبل 34 عامًا ، حلقت فوييجر 2 عبر بلازويد ، وهي فقاعة مغناطيسية عملاقة كان من الممكن أن تحمل أورانوس إلى الفضاء. يثير هذا الاكتشاف أسئلة جديدة حول الوسط المغناطيسي الفريد للكوكب.

يتسرب الغلاف الجوي للكواكب في جميع أنحاء النظام الشمسي إلى الفضاء. يرتفع الهيدروجين من كوكب الزهرة لينضم إلى الرياح الشمسية ، وهو تيار مستمر من الجسيمات التي تغادر الشمس. كوكب المشتري وزحل يرميان كرات الهواء المشحون كهربائيًا. حتى الغلاف الجوي الأرضي يتسرب. (لا تقلق ، ستبقى هنا لبليون سنة أخرى أو نحو ذلك).

هذه التأثيرات لا تذكر على نطاق الزمن البشري ، ولكن مع مرور وقت طويل بما فيه الكفاية ، يمكن أن يؤدي تسرب الغلاف الجوي إلى تغيير مصير الكوكب بشكل جذري. كمثال ، ضع في اعتبارك المريخ.

قالت جينا ديبراشيو ، فيزيائية الفضاء بمركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا ، والباحثة في مشروع المريخ للغلاف الجوي والتطور المتغير أو بعثة مافين: "في السابق ، كان كوكب المريخ رطبًا بجو كثيف". "لقد تطورت بمرور الوقت" - 4 مليارات سنة من التسرب في الفضاء - "لتصبح كوكب جاف نراه اليوم."



المجال المغناطيسي لأورانوس. يشير السهم الأصفر إلى الشمس ، والأزرق الفاتح يشير إلى المحور المغناطيسي لأورانوس ، والأزرق الغامق يشير إلى محور دوران أورانوس.

يتم التحكم في الهروب الجوي بواسطة المجال المغناطيسي للكوكب ، والذي يمكن أن يساعد ويعيق هذه العملية. يعتقد العلماء أن المجالات المغناطيسية يمكن أن تحمي الكوكب من خلال عكس انفجارات الرياح الشمسية التي تدمر الغلاف الجوي. ولكن يمكنهم أيضًا إنشاء فرص طيران ، مثل الكرات العملاقة التي تنفصل عن زحل والمشتري عندما تتشابك خطوط المجال المغناطيسي. على أي حال ، لفهم كيفية تغير الغلاف الجوي ، يولي العلماء اهتمامًا وثيقًا بالمغناطيسية.

هذا سبب آخر لأورانوس هو هذا اللغز. أظهرت رحلة فوييجر 2 عام 1986 مدى غرابة هذا الكوكب مغناطيسيًا.

يقول ديبراشيو: "البنية ، والطريقة التي تتحرك بها ... أورانوس موجود بالفعل بنفسه".

على عكس أي كوكب آخر في نظامنا الشمسي ، يدور أورانوس بشكل مثالي تقريبًا إلى جانبه ، مما يجعل ثورة كاملة في 17 ساعة. محور مجاله المغناطيسي هو 60 درجة من محور الدوران ، لذلك عندما يدور الكوكب ، يتأرجح غلافه المغناطيسي ، الفضاء المقطوع بحقله المغناطيسي ، مثل كرة كرة قدم رميت بشكل سيئ. لا يزال العلماء لا يعرفون كيفية وضع النموذج.

جذبت هذه الغرابة Dibraccio ومؤلفها المشارك Dan Gershman ، زميل في فيزياء الفضاء ، إلى المشروع. كان كلاهما جزءًا من فريق وضع خططًا لمهمة جديدة إلى "عمالقة الجليد" أورانوس ونبتون ، وكانا يبحثان عن ألغاز يمكن حلها. بدا المجال المغناطيسي الغريب لأورانوس ، الذي تم قياسه منذ أكثر من 30 عامًا ، نقطة بداية جيدة.

لذلك ، قاموا بتحميل قراءات مقياس المغنطيسية فوييجر 2 ، الذي تتبع قوة واتجاه المجالات المغناطيسية بالقرب من أورانوس بينما كانت المركبة الفضائية تطير في الماضي. بدون أي فكرة عما سيجدونه ، اقتربوا من الدراسات السابقة ، حيث رسموا نقطة بيانات جديدة كل 1.92 ثانية. الخطوط الناعمة تفسح المجال ل المسامير والغموس المسننة. ثم رأوه: زجزاج صغير بقصة كبيرة.

"ما رأيك ، يمكن أن يكون ... بلازميد؟" سأل غيرشمان ديبراشيو ، مشيرًا إلى هذا التمايل.

منذ ذلك الحين ، أصبحت البلازميدز ، المعروفة قليلاً خلال رحلة فوييجر 2 ، معترف بها كطريقة مهمة لفقدان الكتلة بواسطة الكواكب. هذه الفقاعات العملاقة من البلازما ، أو الغاز المكهرب ، يتم انتزاعها من نهاية الذيل المغناطيسي للكوكب - وهو جزء من مجاله المغناطيسي الذي تنفخه الشمس مرة أخرى مثل صدمة الرياح. مع الوقت الكافي ، يمكن للبلازميدات المراوغة دمج أيونات من الغلاف الجوي للكوكب ، وتغيير تكوينه بشكل أساسي. لقد تم رصدها على الأرض والكواكب الأخرى ، ولكن لم يكتشف أحد البلازمويدات على أورانوس حتى الآن.

قال ديبراشيو: "أعتقد أنها حقيقة".



, «-2» 1986 . , 8- , , . 1,92 , .

استغرق البلازميد الذي اكتشفه Dibraccio و Gershman 60 ثانية فقط من رحلة فوييجر 2 لمدة 45 ساعة على أورانوس. كان الأمر بمثابة انفجار سريع لأعلى ولأسفل في بيانات مقياس المغناطيسية. قال غيرشمان: "لكن ، إذا صورتها في صورة ثلاثية الأبعاد ، فستبدو وكأنها أسطوانة".

بمقارنة نتائجها مع البلازمويدات التي لوحظت على المشتري وزحل وعطارد ، قدروا الشكل الأسطواني بطول 127،000 ميل (204،000 كيلومتر) على الأقل ويصل طوله إلى حوالي 250،000 ميل (400،000 كيلومتر) عبر. مثل جميع البلازمويدات الكوكبية ، كانت مليئة بالجزيئات المشحونة - معظمها الهيدروجين المتأين.
تشير قراءات العدادات داخل البلازماويد - عندما طار فوييجر 2 من خلالها - إلى أصله. في حين أن بعض البلازمويدات لها مجال مغناطيسي داخلي ملتوي ، لاحظ Dibraccio و Gershman حلقات مغناطيسية مغلقة سلسة. عادة ما تتشكل هذه البلازمويدات على شكل حلقة عندما يرمي كوكب الغزل قطعًا من غلافه الجوي إلى الفضاء.

قال غيرشمان: "إن قوات الطرد المركزي تتولى زمام الأمور ، ويزول البلازميد". وفقًا لتقديراتهم ، يمكن أن تتسبب البلازماويد مثل هذا في 15 إلى 55 ٪ من فقدان الكتلة في الغلاف الجوي على أورانوس ، وهو أكثر من كوكب المشتري أو زحل. من الممكن أنه بهذه الطريقة يغرق أورانوس الغلاف الجوي في الفضاء.

كيف تغير الهروب البلازميدي أورانوس بمرور الوقت؟ من الصعب تحديد وجود مجموعة واحدة فقط من الملاحظات.

يقول ديبراشيو: "تخيل أن سفينة فضائية واحدة حلقت للتو من خلال هذه الغرفة وحاولت وصف الأرض كلها". "من الواضح أنه لن يخبرك بأي شيء عن الصحراء أو القارة القطبية الجنوبية."

لكن النتائج تساعد في صياغة أسئلة جديدة حول الكوكب.
قال ديبراشيو "لهذا السبب أحب علوم الكواكب". "تذهب دائمًا إلى حيث لا تعرف حقًا".