تلسكوب جيمس ويب يلتقط إشارات تحت الحمراء نادرة تخص أقمار المشتري داخل الشفق القطبي

التقط تلسكوب جيمس ويب صوراً غير مسبوقة أظهرت ما وصفه الباحثون بـ”البصمات الباردة” داخل الشفق القطبي للكوكب العملاق المشتري.

يعد الشفق القطبي على المشتري من أقوى الظواهر في النظام الشمسي، ويتوهّج حول قطبيه نتيجة اصطدام جسيمات عالية الطاقة بغلافه الجوي.

لكن الملاحظات الجديدة كشفت أن للأقمار المحيطة بالمشتري دوراً في هذه الظاهرة بشكل غير متوقع، إذ يتفاعل كل من الأقمار مع المجال المغناطيسي الهائل للكوكب ليشكل مناطق حرارية غير اعتيادية داخل الشفق القطبي.

الأقمار الجاليليّة وتفاعلها مع المجال المغناطيسي

تشير النتائج إلى أن أكبر أربعة أقمار تدور حول المشتري – Io وEuropa وGanymede وCallisto – تؤثر بشكل واضح في بيئته المغناطيسية، حيث يدفع تفاعلها مع المجال المغناطيسي جسيماتٍ مشحونة نحو الغلاف الجوي وتظهر آثار ضوئية داخل الشفق القطبي ترتبط بمواقع مداراتها.

قمر Io وتكوّن طوق البلازما

يُعد قمر Io الأكثر نشاطاً جيولوجياً في النظام الشمسي، إذ يطلق كميات كبيرة من الجسيمات المشحونة التي تشكل ما يُعرف بطوق بلازما Io المحيط بالمشتري. عند مرور الأقمار الأربعة عبر هذه المنطقة وتفاعلها مع المجال المغناطيسي، تُوجّه الأيونات إلى الغلاف الجوي فيزداد وهج الشفق وتظهر البصمات المرتبطة بكل قمر.

اكتشاف بقعة باردة داخل بصمة الشفق المرتبطة بـIo

خلال تحليل خمس صور جمعتها JWST في سبتمبر 2023، رُصدت منطقة أبرد نسبياً داخل البصمة الشفقية المرتبطة بـIo، حيث انخفضت الحرارة إلى نحو 509 فهرنهايت، بينما ارتفع عدد الأيونات إلى نحو 45 مرة عن المناطق المحيطة. وتبين أن هذه البقعة الباردة قد تتبدل درجات الحرارة وكثافة الجسيمات خلال دقائق قليلة، ما يشير إلى وجود إلكترونات عالية الطاقة تتحرك في خطوط المجال المغناطيسي للمشتري.

آثار وتفسيرات إضافية

توضح النتائج أن الغلاف الجوي للمشتري يستجيب بسرعة وقوة للنشاط الفضائي المحيط به، وتسلّط الضوء على كيف يمكن لأقمار كبيرة أن تؤثر في الشفق القطبي للكواكب العملاقة. وعلى نحو مشابه، يذكر العلماء أن بعض أقمار أنظمة كوكبية أخرى قد يكون لها تأثير في الشفق القطبي حول كواكبهم، مثل Enceladus التابع لسير Saturn. يمنح ذلك فهماً أوسع للتفاعلات المغناطيسية في النظام الشمسي ويكشف عن بنى بيئية معقدة في محيط الكواكب العملاقة وأقمارها.