أصدر علماء الكواكب تحذيرًا من الأعاصير لكوكب المشتري، مع اكتشاف أن الدوامات المغناطيسية التي تتلوى من الغلاف الأيوني للكوكب إلى أعماق أجوائه تؤدي إلى تكوين عواصف مضادة عملاقة تمتص الأشعة فوق البنفسجية، كل منها بحجم كوكب الأرض.
تظهر هذه العواصف المضادة على شكل بيضات داكنة، وتكون مرئية كضباب كثيف من الهباء الجوي في المشتري‘s الغلاف الستراتوسفيري. ومع ذلك، فإنها ملحوظة فقط في ضوء الأشعة فوق البنفسجية (UV) وقد تم رؤيتها لأول مرة في القطبين الشمالي والجنوبي للمشتري بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في أواخر التسعينيات. ثم تم تأكيدها في القطب الشمالي للمشتري بواسطة مركبة كاسيني التابعة لوكالة ناسا عندما مرت بالقرب منه في عام 2000 في طريقها إلى زحل. لكن لم يكن أحد يعرف من أين جاءت البيضات الداكنة.
الآن، اكتشف علماء الكواكب بقيادة تروي تسوبوتا، طالب دراسات جامعية في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، أن الأشكال البيضاوية المظلمة تتكون من دوامات مغناطيسية تدور نتيجة الاحتكاك الذي يحدث بين خطوط المجال المغناطيسي في المجال المغناطيسي القوي للغاية لكوكب المشتري.
كانت المفتاح لفهم الأعاصير المضادة المظلمة التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية موجودة في الصور السنوية لكوكب المشتري التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي كجزء من مشروع إرث أجواء الكواكب الخارجية (OPAL) الذي تقوده إيمي سايمون من مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. يتضمن مشروع OPAL تصوير هابل لكل من الكواكب العملاقة – المشتري وزحل وأورانوس ونبتون – مرة واحدة في السنة، لمتابعة التغيرات في مظهرها.
<
ذو صلة: المشتري: دليل لأكبر كوكب في النظام الشمسي
“أدركنا أن صور OPAL هذه كانت مثل منجم ذهب”، قال تسوبوتا في بيان.
في صور هابل لكوكب المشتري الملتقطة بين عامي 2015 و2022، وجد تسوبوتا بيضاويًا داكنًا في القطب الجنوبي للكوكب ثلاث مرات من كل مرة، ولكن مرة واحدة فقط في القطب الشمالي من بين ثماني صور.
<
كما هو الحال في الأرض، يتقارب المجال المغناطيسي للمشتري عند قطبيه، وكما هو الحال في الأرض، فإن تركيز خطوط المجال المغناطيسي يدفع الجسيمات المشحونة نحو المناطق القطبية، حيث تتصادم مع جزيئات الغلاف الجوي لتنتج الأضواء الشمالية. في المشتري، يمكن اكتشاف الأضواء الشمالية فقط في ضوء الأشعة فوق البنفسجية، على عكس العروض الملونة التي نراها في سماء الأرض. إن وجود ظاهرة انتقالية مثل البيضاوات الداكنة التي تظهر عند قطبي المشتري يوحي بقوة بأنها مرتبطة بالمجال المغناطيسي للكوكب، تمامًا كما هو الحال مع الأضواء الشمالية.
تعاون تسوبوتا ومشرفه، مايكل وونغ، مع سايمون، بالإضافة إلى علماء كواكب مثل توم ستالارد من جامعة نورثومبريا في نيوكاسل وشي زانغ من جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، لحل لغز ما الذي يسبب البيضاوات الداكنة.
يحيط بكوكب المشتري، المحاصر ضمن المجال المغناطيسي الضخم الذي يولده الكوكب، حلقة بلازما آيو — وهي حلقة على شكل دونات من الجسيمات المشحونة التي تطلقها البراكين الوفيرة على قمر المشتري المتفجر، آيو. اقترح ستالارد أن الاحتكاك بين خطوط المجال المغناطيسي في حلقة البلازما وفي خطوط المجال الأقرب إلى الكوكب في الأيونوسفير — وهي منطقة خارجية مليئة بـ أحزمة الإشعاع التي تحتوي على المزيد من الجسيمات المشحونة — يمكن أن يثير بانتظام تشكيل دوامات مغناطيسية تدور عميقًا في ستراتوسفير المشتري. ستقوم هذه الأعاصير المغناطيسية بعد ذلك بخلط الهباء الجوي في الغلاف الجوي السفلي، مما يخلق بقعة كثيفة من الضباب الدوّار الذي يمتص الأشعة فوق البنفسجية والتي تشكل بيضاويًا داكنًا. ومع ذلك، ليس من الواضح حاليًا ما إذا كانت الأعاصير تستخرج الضباب من أعماق الكوكب، أو ما إذا كانت الأعاصير تخلق الضباب.
“الضباب في الأشكال البيضاوية المظلمة أكثر كثافة بـ50 مرة من التركيز النموذجي”، قال زانغ. “وهذا يشير إلى أنه من المحتمل أن يتشكل بسبب ديناميكيات الدوامة المتداولة بدلاً من التفاعلات الكيميائية التي ت triggered بواسطة جزيئات عالية الطاقة من الغلاف الجوي العلوي.”
وبالفعل، قال زانغ، تشير الملاحظات إلى أن التوقيت والموقع الذي تظهر فيه الأشكال البيضاوية المظلمة لا يتوافقان مع انفجارات هذه الجزيئات المشحونة. يبدو أن الأشكال البيضاوية المظلمة تستغرق حوالي شهر لتتشكل ثم تتلاشى خلال أسبوعين.
نظرًا للانتظام الذي تظهر به الأشكال البيضاوية المظلمة، يبدو أن كوكب المشتري يجلس في وسط ممر الأعاصير المغناطيسية الخاص به.
تم نشر النتائج في 26 نوفمبر في مجلة نايتشر أستروفيزيكس.