اشترك في نشرة CNN العلمية Wonder Theory.استكشف الكون مع أخبار عن اكتشافات مذهلة، وتقدمات علمية والمزيد.
تساعد عمليات التحليق حول القمر الناري Io التابع لكوكب المشتري، التي نفذها مركبة جونو التابعة لناسا، في حل اللغز المستمر حول سبب كون هذا القمر الصغير هو الأكثر نشاطًا بركانيًا في نظامنا الشمسي.
يشبه Io في حجمه قمر الأرض، ويحتوي على حوالي 400 بركان تطلق باستمرار سحبًا من الغازات والحمم التي تغطي سطح هذا القمر.
مهمة جونو، التي تدور حول المشتري وتراقب كواكبه منذ يوليو 2016، قامت بعمليات تحليق قريبة للغاية حول Io في ديسمبر 2023 وفبراير. اقتربت المركبة من سطح القمر بمقدار 930 ميلًا (1,500 كيلومتر)، ملتقطة صورًا وبيانات. معًا، مكنت عمليات التحليق لجونو من إلقاء نظرة غير مسبوقة على القمر المتأجج، بما في ذلك مراقبة قطبيه للمرة الأولى.
قدم الباحثون بعض النتائج من تحليل بيانات التحليق يوم الأربعاء في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في واشنطن العاصمة. كما تم نشر ورقة تفصيلية لبعض النتائج يوم الخميس في مجلة Nature.
قال سكوت بولتون، المؤلف المشارك للدراسة، ورئيس الباحثين في جونو ونائب رئيس مشارك في معهد الأبحاث في الجنوب الغربي في سان أنطونيو: “Io هو واحد من أكثر الأجسام إثارة للاهتمام في نظامنا الشمسي”. “يمكننا أن نرى أن هذا الجسم مغطى تمامًا بالبراكين عبر كلا القطبين وعبر وسطه، (التي) تنفجر باستمرار.”
تشير البيانات الجديدة إلى أن العديد من براكين Io من المحتمل أن تكون مدفوعة بكل منها غرفة خاصة من الصهارة الساخنة، بدلاً من أن يتم تغذيتها من خلال محيط عالمي من الصهارة تحت السطح. وقد كانت هذه الفكرة سائدة لفترة طويلة بين علماء الفلك.
يمكن أن تغير هذه النتيجة الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك الأقمار التي تهيمن عليها المحيطات العالمية تحت السطح في نظامنا الشمسي، مثل قمر المشتري يوروبا وكواكب أخرى خارج نظامنا الشمسي.
رؤية بيتزا كونية
اكتشف عالم الفلك الإيطالي غاليليو غاليلي، المعروف باسم والد علم الفلك الحديث، Io في 8 يناير 1610.
لكن النشاط البركاني العنيف للقمر لم يُكتشف حتى طارت مركبة فويجر 1 بالقرب من كوكب المشتري وأقماره في عام 1979، كاشفة عن سطح Io الديناميكي الذي كان يشبه بيتزا البيبروني، حسبما قال بولتون.
“
التقطت مركبة جونو الفضائية التابعة لوكالة ناسا منطقة القطب الشمالي من القمر البركاني إيو التابع لكوكب المشتري في 30 ديسمبر 2023. – ناسا/جي بي إل-كالتيك/سوي/إم إس إس إس
في ذلك العام، أصبحت ليندا موراتيتو، عالمة تصوير في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، أول شخص يحدد سحابة بركانية أثناء دراستها لصورة [[LINK4]] لإيو التي التقطتها المركبة فويجر 1[[LINK4]].
أثارت هذه الاكتشافات لغزًا استمر لعقود حيث تساءل علماء الفلك عن أصول النشاط البركاني المستمر لإيو.
قال بولتون: “منذ اكتشاف موراتيتو، تساءل علماء الكواكب عن كيفية تغذية البراكين من الحمم البركانية تحت السطح”. “هل كان هناك محيط ضحل من الصهارة البيضاء الساخنة يغذي البراكين، أم أن مصدرها كان أكثر محلية؟ كنا نعلم أن البيانات من مرور جونو القريب جدًا يمكن أن تمنحنا بعض الأفكار حول كيفية عمل هذا القمر المعذب بالفعل.”
كشف المرور
يدور إيو حول كوكب المشتري، أكبر كوكب في نظامنا الشمسي، والذي يصفه بولتون بأنه “وحش”. مداره غير مثالي، مما يعني أنه أحيانًا يقترب من المشتري خلال مداره، وفي أوقات أخرى يكون بعيدًا. يكمل إيو مدارًا حول الكوكب كل 42.5 ساعة.
يؤثر الجاذبية الهائلة للمشتري على إيو أثناء دورانه حول الكوكب، مثل يد تضغط على كرة مطاطية، مما يسخن القمر. تُسمى هذه الظاهرة بالتشوه المدّي، أو الاحتكاك الناتج عن القوى المدّيّة التي تولد حرارة داخلية.
قال بولتون: “هذا ما يحدث داخل إيو”. “هذا الضغط يولد حرارة، ويصبح شديد الحرارة لدرجة أن (داخل إيو) يذوب حرفيًا ويخرج. الانفجارات مستمرة. إنها مثل عاصفة مطرية لا تتوقف. إنها دائمًا تنفجر في كل مكان.”
تولد التغيرات المستمرة في جاذبية المشتري على إيو طاقة هائلة، مما قد يذوب جزءًا من داخل القمر، وفقًا لبولتون. وإذا كان الذوبان كبيرًا بما فيه الكفاية، فإنه سيخلق محيطًا عالميًا من الصهارة يمكن لجونو استخدام أدواتها لاكتشافه.
أثناء مرورها القريب، التقطت جونو بيانات دوبلر عالية الدقة، التي قيست جاذبية إيو من خلال تتبع كيفية تأثير الاقتراب منها على تسارع المركبة الفضائية. تمت مقارنة البيانات مع الملاحظات من بعثات سابقة مرت بالقرب من المشتري وأقماره، مثل مركبة جاليليو التابعة لناسا، بالإضافة إلى التلسكوبات الأرضية.
تشير الملاحظات معًا إلى وجود داخل صلب وصلب إلى حد كبير تحت سطح إيو، بدلاً من وجود محيط عالمي من الصهارة – مما يحل لغزًا دام 45 عامًا بدأ بملاحظات فويجر 1. بدلاً من ذلك، يتم تشغيل البراكين بواسطة مصادر أكثر محلية، ولكل منها جيب خاص من الصهارة تحتها.
قال رايان بارك، المؤلف الرئيسي للدراسة وشارك في التحقيق في جونو ومشرف مجموعة ديناميات النظام الشمسي في جي بي إل، في بيان: “إن اكتشاف جونو أن القوى المدية لا تخلق دائمًا محيطات من الصهارة العالمية يدفعنا أكثر من مجرد إعادة التفكير فيما نعرفه عن داخل إيو”. “إن له تداعيات على فهمنا لأقمار أخرى، مثل إنسيلادوس وأوروبا التابعة لزحل، وحتى الكواكب الخارجية والأرض العملاقة. توفر اكتشافاتنا الجديدة فرصة لإعادة التفكير فيما نعرفه عن تشكيل الكواكب وتطورها.”
ساعدت المهمة أيضًا في التقاط مجموعة من
المصدر: المصدر