كتب – رامز يوسف:
بعيدًا عن الشمس والأرض، التُقطت صور لكوكب نبتون، ذي اللون الأزرق السماوي، وهو يلمع في ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، بينما تتفاعل الجسيمات في غلافه الجوي الضبابي.
هذه هي المرة الأولى التي يُصوَّر فيها شفق قطبي على أبعد كوكب معروف في النظام الشمسي، بفضل حساسية مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة القوي التابع لتلسكوب جيمس ويب الفضائي.
ومع ذلك، تبدو هذه الظاهرة مختلفة تمامًا تبعًا للعالم الذي تظهر فيه. يُعد شفق الأرض القطبي الأكثر روعة، وهو عبارة عن مجموعة من الألوان التي تضيء السماء عندما تصطدم جسيمات من الرياح الشمسية بالمجال المغناطيسي للأرض، حيث تتساقط أمطارها في الغلاف الجوي العلوي.
يؤدي التفاعل بين هذه الجسيمات الواردة والجسيمات المقيمة في الغلاف الجوي إلى أضواء راقصة ومتوهجة.
يمتلك كوكب المشتري أقوى شفق قطبي وأكثرها نشاطًا في النظام الشمسي، وهو عبارة عن أغطية دائمة من الضوء فوق البنفسجي الساطع. كما تمتلك أقماره الأربعة الأكبر شفقًا قطبيًا أيضًا. وبالمثل، يمتلك زحل شفقًا قطبيًا فوق بنفسجي، وكذلك المريخ. يمتلك الزهرة شفقًا قطبيًا أخضر، يشبه إلى حد كبير الشفق الذي يُرى على الأرض.
ربما يكون شفق عطارد القطبي هو الأغرب؛ لأنه لا يمتلك غلافًا جويًا، يتجلى الشفق القطبي على شكل فلورسنت أشعة سينية ناتج عن التفاعل بين الجسيمات الشمسية والمعادن على سطحه.
لفترة طويلة، لم يكن واضحًا ما إذا كان هناك نشاط شفقي، إن وُجد، على أورانوس ونبتون، بعيدًا عن الشمس: يدور أورانوس على بُعد حوالي 19 ضعف المسافة بين الشمس والأرض، بينما يدور نبتون على بُعد حوالي 30 ضعفًا.
في عام 2023، أكد تحليل بيانات الأرشيف وجود شفق قطبي بالأشعة تحت الحمراء عند خط استواء أورانوس. والآن، أثبتت بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي وجود شفق قطبي مماثل على نبتون.
في عام ٢٠٢٣، حصل التلسكوب الفضائي على طيف مُفصّل لغلاف نبتون الجوي، كاشفًا عن وجود واضح لكاتيون ثلاثي الهيدروجين (H3+) – وهو شكل موجب الشحنة من ثلاثي الهيدروجين يرتبط بالشفق القطبي.
من خلال تتبع تركيز H3+ في سماء نبتون، تمكّن فريق من علماء الفلك بقيادة هنريك ميلين من جامعة نورثمبريا في المملكة المتحدة من رسم خريطة لموقع شفق الكوكب.
ومن المثير للاهتمام أن شيئا غريبا في المجال المغناطيسي لنبتون جعل شفقه القطبي مختلفًا عن المكان الذي يظهر فيه هنا على الأرض. تتقارب خطوط المجال المغناطيسي لكوكبنا حول القطبين؛ فعندما تُسحب الجسيمات الشمسية بعيدًا وتُلقى في الغلاف الجوي، تُشكّل خطوط العرض العليا نقطة محورية لهذا القذف.
لكلٍّ من نبتون وأورانوس مجالان مغناطيسيان فوضويان للغاية وغير متوازنين. على نبتون، تقع نقطة قذف الجسيمات الشمسية بالقرب من خط استواء الكوكب، وليس القطبين.
كشفت قياسات تلسكوب جيمس ويب الفضائي لدرجة حرارة العملاق الجليدي البعيد أيضًا عن سبب صعوبة رصد شفق نبتون القطبي. كانت درجات حرارة نبتون التي سجلتها قياسات فوياجر 2 – المركبة الفضائية الوحيدة من صنع الإنسان التي اقتربت من الكوكب – أعلى بكثير من تلك التي رصدها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، ما يشير إلى أن الكوكب قد برد بشكل ملحوظ منذ عام 1989.
انخفاض درجات الحرارة يعني شفقًا قطبيًا أضعف. استندت التنبؤات السابقة حول شفق نبتون القطبي المحتمل إلى درجات حرارة غير دقيقة، لذا كان العلماء يبحثون عن الشيء الخطأ.
يمنحنا هذا الاكتشاف أداة جديدة للتفسير، ليس فقط للتنوع الذي يمكن أن تظهره ظاهرة واحدة عبر عوالم مختلفة تمامًا هنا في النظام الشمسي، ولكن أيضًا لعوالم أخرى تدور حول نجوم فضائية.
بما أن حجم نبتون هو النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب الخارجية المُكتشفة، ولأن نبتون يفتقر إلى الفصول القاسية التي يشهدها أورانوس، كما كتب الباحثون في ورقتهم البحثية، «فإن هذه الملاحظات تُوفر تشخيصًا جديدًا لاستكشاف تفاعلات الغلاف الجوي والمغناطيسي على أكثر العوالم شيوعًا في حجمها في مجرتنا».
نُشر البحث في مجلة Nature Astronomy.
المصدر: Live Science
اقرأ أيضا:
