يمتد الهالة إلى 50,000 كم فوق السطح، مما يميزه أيضًا عن الكواكب الأخرى. والأغرب من ذلك، أن درجة حرارته في انخفاض.

عندما مرت المركبة فويجر 2 بجانب أورانوس في عام 1986، قيست درجة حرارة الغلاف الحراري. على مدى العقود التالية، استمرت التلسكوبات في قياس درجة حرارة أورانوس.

تظهر جميع هذه القياسات أن الغلاف الجوي العلوي للكوكب يبرد وأن درجة الحرارة قد انخفضت إلى النصف. لم تشهد أي من الكواكب الأخرى نفس التغييرات.

يعلم العلماء أن الغلاف الحراري لأورانوس هو طبقة رقيقة. تحتوي على أيونوسفير مضمن، وتساعد الفلكيين في قياس درجة حرارة الغلاف الحراري. إنها طبقة من الأيونات التي تفصل الغلاف الجوي السفلي عن المغناطيسية الكوكب.

تصل أيونات H3+ في الأيونوسفير بسرعة إلى توازن حراري مع المحايدات المحيطة. تنبعث الأيونات فوتونات في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) مما يسمح للفلكيين بمراقبة درجة حرارة الغلاف الحراري باستخدام التلسكوبات الأرضية حيث أن بعض أطوال موجات NIR تمر عبر الغلاف الجوي للأرض.

<>

وهكذا يعرفون أن الطبقة العليا من الغلاف الجوي تتبرد، بينما تُظهر الملاحظات عن الطبقة السفلى من الغلاف الجوي عدم وجود تبريد.

<>

إن التبريد محير، وقد تم استبعاد الآثار الموسمية كسبب لانخفاض درجة الحرارة. وكذلك تم استبعاد دورة الشمس الشمسية التي تستمر 11 عامًا، والتي تشهد تغير مستوى الطاقة من الشمس.

تشير أبحاث جديدة نُشرت في مجلة رسائل مراجعة الجيوفيزياء إلى تفسير لتحول درجة الحرارة. عنوانها “من المحتمل أن تتحكم طاقة الرياح الشمسية في درجة حرارة الغلاف الحراري لكوكب أورانوس.” المؤلف الرئيسي هو الدكتور آدم ماسترز من قسم الفيزياء في كلية إمبريال.

وفقًا لماسترز وزملائه، فإن الرياح الشمسية هي المسؤولة عن تبريد أورانوس. الرياح الشمسية هي تدفق من الجسيمات المشحونة التي تأتي من الطبقة الخارجية للشمس، الكورونا. إنها بلازما تتكون أساسًا من الإلكترونات والبروتونات وتحتوي أيضًا على نوى ذرية وأيونات ثقيلة.

“هذا التحكم القوي الواضح في الغلاف الجوي العلوي لأورانوس بواسطة الرياح الشمسية لا يشبه ما رأيناه في أي كوكب آخر في نظامنا الشمسي،” قال آدامز.

بينما تكون الرياح الشمسية متواصلة، فإن خصائصها تتغير تدريجيًا على فترات زمنية تتناسب مع التغيرات في الغلاف الجوي العلوي لأورانوس.

منذ حوالي عام 1990، كان الضغط الخارجي المتوسط لرياح الشمس يتناقص ببطء ولكن بشكل ملحوظ. لا يتوافق هذا الانخفاض مع الدورة المعروفة للشمس التي تستمر 11 عامًا، لكنه يتوافق بشكل وثيق مع تغير درجة حرارة كوكب أورانوس.

<>

هذا اقترح للباحثين أنه، على عكس الأرض، فإن درجة حرارة أورانوس لا تتحكم بها الفوتونات.

من المعروف جيدًا أن الفوتونات القادمة من الشمس تسخن الأرض. إنها أساس الحياة. بينما تحمي المغناطيسية الأرضية الأرض إلى حد كبير من الرياح الشمسية، إلا أن الفوتونات لا تتوقف.

يعتبر كوكب أورانوس أبعد بكثير عن الشمس مقارنة بالأرض، حيث يبعد حوالي 3 مليارات كيلومتر، بينما تبعد الأرض حوالي 228 مليون كيلومتر عن الشمس. عدد الفوتونات التي تصل إلى أورانوس ليس كافيًا لتسخين الكوكب. بدلاً من ذلك، فإن انخفاض الرياح الشمسية يسمح لمغناطيسية أورانوس بالتوسع.

نظرًا لأن المغناطيسية تحمي أورانوس من الرياح الشمسية، فإن توسعها يجعل من الصعب على الرياح الشمسية الوصول إلى الكوكب. تتدفق الطاقة عبر الفضاء حول الكوكب، حتى تصل في النهاية إلى الغلاف الحراري وتتحكم في درجة حرارته.

يقول المؤلفون في ورقتهم: “يجب أن يعني انخفاض الطاقة الحركية للرياح الشمسية، أو الطاقة الإجمالية للرياح الشمسية القريبة من المماثلة، ضعف تسخين الغلاف الحراري لأورانوس، مما يؤدي إلى الانخفاض الملحوظ في درجة الحرارة على المدى الطويل”.

<>

هذا يعني أنه بالنسبة للكواكب القريبة مثل الأرض، تتحكم ضوء النجوم في درجة حرارة الغلاف الحراري، بينما بالنسبة للكواكب البعيدة، يتولى الرياح الشمسية الأمر.

يمكن أن تؤثر هذه الاكتشافات على مهمة مقترحة مستقبلية إلى كوكب أورانوس.

حددت دراسة علم كواكب والبيولوجيا الفلكية العشرية 2023-2032 مهمة إلى أورانوس كأولويات قصوى، على الرغم من أنه لم يتم الموافقة على أي منها حتى الآن. مفهوم المهمة يسمى مسبار ومدار أورانوس (UOP)، وأحد أهدافه الرئيسية هو دراسة غلاف عملاق الجليد.

<>

ستتناول المهمة لغز تبريد كوكب أورانوس، لكن العلماء واجهوا صعوبة في فهم ذلك. تعني هذه النتائج أنه يمكن تحديث أهداف المهمة، ويصبح السؤال هو كيف تصل الطاقة من الرياح الشمسية إلى المغناطيسية غير العادية لأورانوس.

لا يجيب هذه الدراسة على سؤال محير عن أورانوس فحسب، بل تمتد أيضًا إلى الكواكب الخارجية. إذا كان من الممكن حدوث هذا التبريد الناتج عن الرياح الشمسية هنا، فيمكن أن يحدث في أماكن أخرى.

“خارج النظام الشمسي، يشير هذا التفسير لتبريد الغلاف الحراري لأورانوس إلى أن الكواكب الخارجية المصاحبة للنجوم المضيفة التي لا تمتلك دافعًا محليًا قويًا (مثل الموجود في المشتري) والتي تمتلك مغناطيسيات كبيرة بما فيه الكفاية ستخضع لتفاعل كهربائي ديناميكي بشكل أساسي مع نجمها الوالد،” يكتب المؤلفون.

بالنسبة لهذه الكواكب الخارجية، ستتحكم الرياح النجمية بشكل كبير في التطور الحراري للغلاف الجوي العلوي، وليس الإشعاع النجمي. قد تدفع الرياح النجمية أيضًا أنواعًا معينة من الشفق القطبي.

<>

“قد يكون لهذا التفاعل القوي بين النجم والكوكب في أورانوس آثار على تحديد ما إذا كانت الكواكب الخارجية المختلفة تولد مجالات مغناطيسية قوية في باطنها – وهو عامل مهم في البحث عن عوالم صالحة للسكن خارج نظامنا الشمسي”، خلص آدامز.

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة Universe Today. اقرأ المقالة الأصلية.

المصدر: المصدر