تغير المجال المغناطيسي للمشتري منذ السبعينيات ، وقد أثبته الفيزيائيون.
هذه ليست مفاجأة بالضبط. يتغير المجال المغناطيسي للأرض ، وهو المجال الكوكبي الوحيد الذي لدينا قياسات مستمرة جيدة له ، طوال الوقت. لكن المعلومات الجديدة مهمة ، لأن هذه التغييرات الصغيرة تكشف تفاصيل خفية عن "دينامو" داخلي لكوكب ، وهو النظام الذي ينتج مجاله المغناطيسي.
في ورقة نشرت في 20 مايو في مجلة Nature Astronomy ، نظر فريق من الباحثين في بيانات المجال المغناطيسي من أربع بعثات سابقة إلى المشتري (بايونير 10 ، التي وصلت إلى المشتري في عام 1973 ؛ بايونير 11 ، التي وصلت إلى المشتري في عام 1974 ؛ فوييجر 1 ، التي وصلت إلى المشتري في عام 1979 ؛ و Ulysses التي وصلت إلى المشتري في عام 1992).
وقارنوا تلك البيانات بخريطة المجال المغناطيسي للكوكب التي أنتجتها المركبة الفضائية جونو ، التي أجرت أحدث وأدق مسبار للكوكب العملاق. في عام 2016 ، دَار جونو قريبًا جدًا من كوكب المشتري ، مروراً من قطب إلى قطب ، وجمع بيانات تفصيلية عن الجاذبية والمجال المغناطيسي. سمح ذلك للباحثين بتطوير نموذج شامل للمجال المغناطيسي للكوكب وبعض النظريات التفصيلية حول كيفية إنتاجه.
أظهر الباحثون وراء هذه الورقة أن البيانات من هذه المسابر الأربعة القديمة ، على الرغم من أنها محدودة أكثر (كل منها تأرجح بواسطة الكوكب مرة واحدة فقط) ، لا تتناسب تمامًا مع نموذج 2016 للمجال المغناطيسي للمشتري.
وقال كيمي مور ، عالم جونو في جامعة هارفارد والمؤلف الرئيسي للصحيفة ، في بيان: "العثور على شيء في اللحظة التي تحدث فيها هذه التغييرات في شيء ضخم للغاية مثل المجال المغناطيسي للمشتري كان يمثل تحديًا". "إن امتلاكنا لخط أساس من الملاحظات عن قرب على مدى أربعة عقود قدم لنا بيانات كافية فقط للتأكد من أن المجال المغناطيسي للمشتري يتغير بالفعل بمرور الوقت."
أحد التحديات: كان الباحثون مهتمين فقط بالتغييرات التي طرأت على المجال المغناطيسي الداخلي للمشتري ، لكن للكوكب أيضًا مغناطيسية قادمة من الغلاف الجوي العلوي. الجسيمات المشحونة من الانفجارات البركانية على Io ، القمر الأكثر تقلبًا للمشتري ، ينتهي بها المطاف في الغلاف الجوي Jovian و الغلاف الأيوني (منطقة من الجسيمات المشحونة في الروافد الخارجية لجو المشتري) ويمكن أيضًا تغيير المجال المغناطيسي. لكن الباحثين طوروا طرقًا لطرح تلك التأثيرات من مجموعة بياناتهم ، تاركينهم ببيانات تستند بالكامل تقريبًا إلى الدينامو الداخلي للكوكب.
لذا كان السؤال ، ما الذي تسبب في حدوث التغييرات؟ ما الذي يحدث في دينامو المشتري؟
درس الباحثون عدة أسباب مختلفة لتغيرات المجال المغناطيسي. تتطابق بياناتهم بشكل وثيق مع تنبؤات نموذج تغير فيه الرياح في باطن الكوكب المجال المغناطيسي.
وقال البيان "هذه الرياح تمتد من سطح الكوكب إلى عمق أكثر من 1860 ميلا (3000 كيلومتر) ، حيث يبدأ الجزء الداخلي من الكوكب يتحول من غاز إلى معدن سائل عالي التوصيل".
في الحقيقة ، لا يستطيع الباحثون رؤية ذلك عميقًا في المشتري ، لذا فإن قياسات العمق هي أفضل التقديرات حقًا ، مع العديد من الشكوك ، كتب الباحثون في الورقة. ومع ذلك ، يمتلك العلماء نظريات قوية لتفسير كيفية تصرف الرياح.
وقال البيان "يعتقد أنهم يقصون المجالات المغناطيسية ويمدونها ويحملونها حول الكوكب."
يبدو أن معظم هذه التغييرات التي تقودها الرياح تتركز في بقعة زرقاء كبيرة للمشتري ، وهي منطقة ذات طاقة مغناطيسية شديدة بالقرب من خط استواء المشتري. (هذا ليس نفس الشيء مثل البقعة الحمراء الكبرى.) الجزءان الشمالي والجنوبي من البقعة الزرقاء يتجهان شرقاً إلى المشتري ، والجزء المركزي الثالث يتحول غربًا ، مما يتسبب في تغييرات في المجال المغناطيسي للكوكب.
وقال مور في البيان "إنه أمر لا يصدق أن بقعة ساخنة مغناطيسية ضيقة واحدة ، هي النقطة الزرقاء الكبرى ، قد تكون مسؤولة عن كل الاختلافات العلمانية للمشتري تقريبًا ، لكن الأرقام توضح ذلك". "من خلال هذا الفهم الجديد للمجالات المغناطيسية ، أثناء تمريرات العلوم المستقبلية ، سنبدأ في إنشاء خريطة على جانب التخطيط لتنوع المشتري. وقد يكون لها أيضًا تطبيقات للعلماء الذين يدرسون المجال المغناطيسي للأرض ، والذي لا يزال يحتوي على العديد من الألغاز التي يتعين حلها."
