الشفق القطبي يتولد بالطريقة ذاتها في النظام الشمسي كله وفق دراسة على عطارد

الشفق القطبي يتولد بذات الطريقة في النظام الشمسي كله وفق دراسة جديدة على عطارد

«هذه العمليات ما هي إلا آليات عامة تتولد منها أضواء الشفق القطبي».

أشارت دراسة جديدة على عطارد إلى أن الطريقة التي تتولد بها الأضواء الملونة المتألقة على الأرض، والتي تعرف باسم الشفق القطبي، هي الطريقة ذاتها التي تتشكل من خلالها هذه الأضواء في باقي النظام الشمسي. أي أن الشفق القطبي يتولد بالطريقة ذاتها في النظام الشمسي كله.

الشفق القطبي بين الأرض وعطارد

ينتج الشفق القطبي -الذي يسمى أيضاً أضواء الشمال أو الجنوب- نتيجة ارتطام جسيمات عالية السرعة قادمة من الشمس (تسمى مجتمعة الرياح الشمسية) بالغلاف المغناطيسي لكوكبنا. وهو الدرع المكون من جسيمات مشحونة كهربائياً يحصرها الحقل المغناطيسي الأرضي.

وعطارد، أصغر وأخف كواكب النظام الشمسي، يملك غلافاً مغناطيسياً أيضاً. غير أن غلافه المغناطيسي يشكل حجمه ٥٪ فقط من حجم غلاف الأرض. ويرجع هذا إلى أن قوة حقل عطارد المغناطيسي تعادل أقل من ١٪ من قوة الحقل المغناطيسي الأرضي.

الغلاف المغناطيسي ونشوء الشفق

يعمل الغلاف المغناطيسي حاجزاّ يمنع وصول دفقات الرياح الشمسية إلى الكوكب. وذلك كما تكون صخرة عائقاً لتدفق المياه في مجرى نهر. وقد وجدت الدراسات السابقة بناء على توجه الأرض وعطارد بالنسبة للحقل المغناطيسي بين الكوكبي الصادر من الشمس أن كلا الغلافين المغناطيسيين للكوكبين يصبحان متلقيين للرياح الشمسية.

إن دخول الرياح الشمسية إلى الغلاف المغناطيسي الأرضي يثير حركة الإلكترونات وغيرها من الأجسام المشحونة. وتتدفق هذه التيارات الكهربائية عند القطبين إلى الغلاف الجوي للأرض. وتتسارع بمحاذاة خطوط الحقل المغناطيسي الأرضي، وتتصادم مع الجزيئات الموجودة في أعلى الغلاف الجوي، مولّدة أضواء الشفق.

وقد رصدت أبحاث سابقة إلكترونات عالية الطاقة وأشعة سينية من عطارد. غير أن هذه الدراسات افتقدت الأدوات اللازمة لمراقبة الإلكترونات منخفضة الطاقة نسبياً التي تثير أضواء الشفق.

والآن قد اكتشف الباحثون في الدراسة الجديدة دليلاً على أن أضواء الشفق على عطارد لها منشأ أضواء الشفق على الأرض ذاتها. وتشير النتائج إلى أن هذه العمليات آليات عامة لتوليد الشفق في الكون.

الدراسة الجديدة

حلل العلماء في الدراسة الجديدة بيانات مهمة بيبيكولومبو، التي أطلقت عام ٢٠١٨، وكان تحليقها القريب الأول من عطارد عام ٢٠٢١، وذلك من بين ٦ عمليات تحليق. ومن المقرر أن تدور حول عطارد بداية عام ٢٠٢٥.

وقد وجدت بيبيكولومبو أن الإلكترونات منخفضة الطاقة نسبياً في غلاف عطارد المغناطيسي يمكنها أن تتسارع في مناطق الكوكب المضاءة، ثم تندفع بين خطوط الحقل المغناطيسي في الجزء المعتم من الكوكب.

ولما كان الغلاف الجوي لعطارد قليل الكثافة جداً قياساً باللأرض، فلا تصدم هذه الإلكترونات الهواء، بل تصدم سطح عطارد، مولدة شفق الأشعة السينية القطبي.

وفي المجمل، وإن كانت كواكب النظام الشمسي تختلف في جوانب عديدة عن بعضها: كاختلافها بقوة حقلها المغناطيسي أو تركيبة أغلفتها الجوية. إلا أن الطريقة التي تتسارع بها الإلكترونات في الكوكب لتولد الشفق القطبي يبدو بأنها متشابهة وعامة بين الكواكب.
وقد نشر الباحثون تفاصيل دراستهم ونتائجها يوم ١٨ تموز في مجلة journal Nature Communications.

ملخص المقال

أشارت دراسة جديدة على عطارد إلى أن الطريقة التي تتولد بها الأضواء الملونة المتألقة على الأرض، والتي تعرف باسم الشفق القطبي، هي الطريقة ذاتها التي تتشكل من خلالها هذه الأضواء في باقي النظام الشمسي.

أي أن الشفق القطبي يتولد بالطريقة ذاتها في النظام الشمسي كله. وهو ناتج عن ارتطام الرياح الشمسية بالغلاف المغناطيسي للأرض أو الكواكب الأخرى، ومنها عطارد الذي جرت عليه الدراسة.

المصدر

هنا