تقع نبتون على بعد حوالي 30 مرة من الشمس مقارنةً بالأرض، وهي تقع على أطراف نظامنا الشمسي وبالكاد ضمن نطاق تلسكوباتنا الأرضية. الكوكب بعيد جداً لدرجة أن مهمة فويجر 2، وهي المركبة الفضائية الوحيدة التي زارته، استغرقت 12 عاماً للوصول إليه من الأرض. لمدة أربعة أشهر في عام 1989، قامت بالتقرب من ذلك العالم البعيد وجمعت بيانات قيمة عن ميزات نبتون الغريبة.

تنتمي نبتون إلى فئة عمالقة الجليد التي تشمل أيضاً جارتها، أورانوس. كما هو الحال مع عمالقة الغاز، يتكون الغلاف الخارجي لنبتون بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم. أما في العمق، فإن الوشاح والنواة لم يعودا غازيين بل غنيان بالجليد الغريب المضغوط.

<>

منذ مرور مركبة فويجر 2، أدت التلسكوبات الأرضية التي تتحسن باستمرار، ومركبة هابل الفضائية، ومراصد جيمس ويب إلى رؤية أوضح لكوكب نبتون، مما سمح للعلماء بتعزيز فهمهم لسماء هذا الكوكب، والأرصاد الجوية والأقمار التابعة له. نبتون هو عالم يعيد تشكيل نفسه باستمرار ويثير إعجاب المراقبين. فيما يلي بعض من أكثر الاكتشافات إثارة التي حققها العلماء حول هذا الكوكب الذي يتلون بلون المحيط.

الألوان الحقيقية لنبتون ليست زرقاء داكنة

<>

نبتون سُمي على اسم إله المحيطات بسبب معطفه الأزرق، ولكن، في الحقيقة، ألوانه ليست قريبة من الأزرق البحري. تم تضخيم الألوان الياقوتية في صور مهمة فويجر 2 بواسطة معالجة الصور لعرض أنماط السحب المتداخلة بشكل أكثر وضوحًا. أبحاث جديدة نُشرت هذا العام أعادت توازن مستويات تشبع نبتون وكشفت أن الكوكب في الواقع له لون أخضر-أزرق باهت مشابه لأورانوس.

ومع ذلك، فإن نبتون يميل إلى أن يكون أزرق قليلاً. تأتي درجات لونه الفيروزي من غاز الميثان في جوه الغني بالهيدروجين والهيليوم. يعتبر الميثان بارعًا في امتصاص الأطوال الموجية الحمراء في الطيف المرئي وت scattering الضوء الأزرق. كما يحتوي أورانوس على الميثان أيضاً – بل أكثر في الواقع – لكن قوة لونه الأزرق تتخفف بسبب الضباب في طبقته العليا من الغلاف الجوي. على النقيض من ذلك، فإن نبتون أفضل في تنقية سمائه لأنه يمتلك مجالًا جويًا أكثر نشاطًا. تقوم الرياح في نبتون بتحريك غاز الميثان من الأعماق، وتلتصق بجزيئات الهباء في الغلاف الجوي، مما يتسبب في سقوط الضباب على شكل ثلج.

آثار الميثان على نبتون لا تقتصر على إعطاء الكوكب طلاءً كوبالتياً. بل تكشف عن أصول الكوكب – حيث من المحتمل أن نبتون قد انتقل إلى الداخل في وقت ما خلال تاريخه المبكر. يأتي غاز الميثان في نبتون من جليد الميثان، ويعتقد العلماء أن مثل هذا الجليد يتشكل فقط في العوالم الأكثر برودة التي تكون أبعد بكثير عن الشمس. يعتقد العلماء أن نبتون الشاب فقد السرعة وسمح لنفسه بأن يُقيد بواسطة جاذبية الشمس، تاركاً وراءه مخزون الميثان الخاص به كدليل على مسقط رأسه البعيد.

طقس مجنون يزين سماء نبتون

<>

قد تكون العمالقة الغازية مشهورة بامتلاكها لأكبر[[LINK8]] العواصف[[LINK8]] في النظام الشمسي، ولكن نبتون يحمل لقب أسرع رياح. تهب رياح فوق صوتية بسرعة 1,200 ميل في الساعة، أي حوالي خمس مرات أسرع من أقوى هبات تم قياسها على الأرض.

يحتار العلماء في ما الذي يحرك هذه العواصف القوية. كونها الكوكب الأبعد عن الشمس في نظامنا الشمسي، فإن نبتون لا يتلقى ما يكفي من ضوء الشمس للحفاظ على ميوله الهوائية. بدلاً من ذلك، يشير بعض النقاد إلى حرارة نبتون الداخلية كمصدر للطاقة. يقول نيك تيانبي، عالم الكواكب في جامعة بريستول في إنجلترا، إن العلماء لا يزالون يحاولون اكتشاف ما يحدث داخل الكوكب. “هناك شيء ما يحدث في هذا العمق الداخلي”، كما يقول.

<>

حجم نبتون الكبير نسبياً – فهو أربعة أضعاف سمكه مقارنة بالأرض – سمح له بالاحتفاظ بحرارته الأولية، لدرجة أنه يشع ضعف كمية الحرارة التي يستقبلها من الشمس. في الواقع، نبتون أكثر حرارة من أورانوس، كما كشفت مركبة فويجر 2.

بالإضافة إلى العواصف، تمطر على نبتون أيضاً، ليس قطرات سائلة بل ألماس. للتوضيح، لم يشاهد العلماء مطراً صخرياً على نبتون بشكل مباشر، لكنهم يعتقدون أن ذلك محتمل، لأن نبتون مغطى بطبقة غازية سميكة، والضغوط الداخلية فيها شديدة بما يكفي لتشكيل الألماس من الميثان في الغلاف الجوي. وقد أعادت التجارب المخبرية التي أجراها العلماء منذ عام 1999 خلق الظروف داخل نبتون، وأكدوا أن الضغوط قادرة بالفعل على ضغط وتسخين المركبات العضوية إلى حجر. لكن تعدين العمق الداخلي لنبتون أمر مستحيل، لأن أي روبوت لا يمكنه البقاء على قيد الحياة في ضغوط كوكب نبتون الشديدة.

<>

القمر تريتون يميل إلى إطلاق البخار

من بين 16 قمراً معروفاً لنبتون [[LINK13]]، يعتبر تريتون هو الأكبر، وهو قمر غريب. لديه أشياء أقل من القواسم المشتركة مع إخوته القمريين الآخرين مقارنة بما لديه مع بلوتو. وذلك لأن تريتون، مثل الكوكب السابق، هو كائن تم التقاطه من حزام كويبر – كان ينتمي في الأصل إلى مجموعة من الشظايا الجليدية التي كانت تتجول في أطراف النظام الشمسي قبل أن تُسرق بواسطة جاذبية نبتون. عندما دخل تريتون مداره لأول مرة، من المحتمل أنه تسبب في فوضى بين الأقمار الأخرى بحيث تصادمت مع بعضها وأعيدت تشكيلها. كدليل إضافي على غرابته، يدور تريتون حول كوكبه في الاتجاه المعاكس مقارنة بالأقمار الأخرى.

لكن الجري عكس دوران نبتون هو جهد غير مستدام. جاذبية نبتون تستنزف ببطء الطاقة من تريتون، مما يتسبب في اقتراب القمر من نبتون. يتنبأ العلماء بأن تريتون قد ينجرف يومًا ما إلى درجة القرب الشديد وينتهي به المطاف إلى أن يتشقق بفعل الجاذبية إلى شظايا.

غموض تريتون لا ينتهي عند هذا الحد. عندما زار فويجر 2 نظام نبتون، رصدت المركبة الفضائية انفجارات على ارتفاع خمسة أميال تندفع من تريتون. تتساقط هذه الانفجارات كثلوج على سطح القمر أو تشكل الأيونوسفير الغني للقمر، وهو غلاف قمري من الجسيمات المشحونة. يشتبه بعض العلماء في أن الانفجارات تأتي من سخونة الشمس من خلال غطاء تريتون الجليدي حتى يتسبب تراكم الضغط في انفجار مائي، مشابه لآلية الفشار. في السنوات الأخيرة، اقترح العلماء تفسيرًا أكثر غرابة: أن الانفجارات هي نفايات هيدروحرارية من محيط تحت الأرض.

“في الثمانينات، لم يكن لدينا مكان في خيالنا للاعتقاد بأنه قد يكون هناك ماء سائل على بعد ذلك في النظام الشمسي،” تقول أبيغيل رايمر، عالمة الفيزياء الفلكية في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز. لكن اكتشاف عوالم محيطية على قمر إنسيلادوس التابع لزحل وقمر يوروبا التابع للمشتري، وكلاهما قد أطلق بخاراً يشبه الآخر، جعل العلماء يأملون بحذر أن القمر النبتوني قد يكون لديه أيضاً سر مبلل.

البقع المتغيرة باستمرار تلطخ سطح نبتون

<>

يتميز كوكب المشتري بالبقعة الحمراء العظيمة، لكن نظيراتها موجودة على كوكب نبتون. خلال مرور مركبة فويجر 2، رصدت المركبة الفضائية دوامة بين سُحب نبتون التي أطلق عليها العلماء لاحقًا اسم البقعة الداكنة العظيمة. تتذكر هايدي هامل، عالمة الفلك الكوكبي في جمعية الجامعات غير الربحية للبحوث في علم الفلك، تتبعها لهذه السحابة العاصفة باستخدام التلسكوبات الأرضية على قمة ماونا كيا في هاواي عندما كانت طالبة دراسات عليا. ولكن عندما وجه تلسكوب هابل الفضائي نظره نحو العين الداكنة لنبتون في عام 1994، كانت البقعة قد اختفت.

<>

منذ ذلك الحين، ظهرت خمسة بقع غامضة أخرى على وجه نبتون. على عكس الدوامة المستمرة في المشتري، فإن عيوب نبتون تأتي وتذهب في غضون خمس سنوات تقريبًا. قد تأتي مظهرها المتورم من انفراج السحب العليا لكشف الطبقات الداكنة الموجودة في الأسفل، أو ربما من برج سحابي داكن يلوح في الستراتوسفير. من خلال تلسكوب هابل، لاحظ العلماء أيضًا هذه البقع تتعرج عبر نصف الكرة الشمالي لنبتون. علاوة على ذلك، غالبًا ما تكون هذه البقع الداكنة محاطة بخطوط ساطعة، نتاج الرياح التي تتدفق فوق العواصف وتجمد بلورات الميثان الجليدية التي تتلألأ.

يظهر هذا الظاهرة مدى تعقيد نبتون بشكل لا يصدق، كما تقول هامل. “هذا الكوكب حقًا متغير. إنه ليس مثل الفهد، أليس كذلك؟ إنه يغير بقعه.” لكن كيفية استحضاره لعواصفه لا تزال لغزًا مثيرًا—”سنحتاج إلى مهمة أخرى يومًا ما إلى نبتون لفهم ذلك حقًا”، تضيف.

المجال المغناطيسي فوضوي

معظم الكواكب في النظام الشمسي لديها مجال مغناطيسي تبدو مجالات تأثيره مثل الفصوص المتناظرة للساعة الرملية. لكن عمالقة الجليد تختلف عن إخوتها الكواكب. يقول هاميل إن نبتون “يمتلك مجالًا مغناطيسيًا معقدًا”.

للبداية، تبدو خطوط المجال المغناطيسي للكوكب مثل رأس وأذرع قنديل البحر المتخبط. في حين أن الكواكب الأخرى لديها محور مجال مغناطيسي يخترق القلب ومائل قليلاً عن محور الدوران، فإن محور المجال المغناطيسي لنبتون لا يفوت المركز فحسب، بل لا يمتد عبره بالكامل أيضًا. بعبارة أخرى، القطب المغناطيسي مدفون داخل الكوكب، في مكان ما بين القطب والاستواء.

<>

غلاف نبتون هو مزيج من الجليد الفائق الأيونية، الذي لا يعتبر سائلًا تمامًا ولا صلبًا. الأيونات المتحركة هنا مسؤولة عن تشكيل درع نبتون المغناطيسي. نظرًا لأن مصنع مجالها المغناطيسي يقع في طبقة الغلاف بدلاً من النواة، فإن الكوكب لا يأخذ في الاعتبار قواعد المركزية التي تحكم المجالات المغناطيسية النموذجية.

مثل هذا المجال المغناطيسي غير المنتظم من المحتمل أن يؤدي إلى أضواء شديدة التميز تختلف عما نراه على الأرض. تقول كارول باتي، عالمة مجالات مغناطيسية في جامعة أوريغون: “كانت هناك الكثير من الأسئلة المفتوحة حول كيف يبدو تفاعل الرياح الشمسية مع مجال نبتون المغناطيسي.” ليست تلسكوبات الأرض قوية بما يكفي لرؤية أضواء نبتون بشكل مباشر، لكن العلماء يعتقدون أنها تتفتح في بقع ضعيفة بالقرب من خط الاستواء، بدلاً من أن تتبع تيارات دائرية قريبة من القطبين.

<>

المجال المغناطيسي لنبتون كبير بما يكفي ليحيط بتريتون. في الواقع، يشتبه العلماء في أن المجال المغناطيسي يجذب الجسيمات النشطة في تريتون لتتجاوز إلى غلاف نبتون الجوي وتثير الومضات الشفقية على الكوكب.

مثل بقية العمالقة الكوكبية، يمتلك نبتون حلقات

<>

ينضم نبتون إلى صفوف المشتري وزحل حيث يمتلك أيضًا حلقات، رغم أن تلك الحلقات ليست بارزة تمامًا. اكتشف العلماء لأول مرة هالة نبتون الرقيقة في عام 1984 باستخدام التلسكوبات الأرضية. عندما عبر نبتون أمام نجم، بدا أن الكوكب يحجب بعض ضوء النجوم حتى قبل الوصول إلى كسوف كامل، مما يشير إلى أن هناك كتلة رقيقة قد انحرفت خارج الحدود الجغرافية للكوكب – ربما حلقة. حتى في ذلك الوقت، كان العلماء يناقشون وجود الحلقة لسنوات بسبب الملاحظات غير المتسقة. أخيرًا، فويجر 2 وضعت حداً لتلك الحجج مرة واحدة وإلى الأبد، بعد أن رأت حلقة نبتون في مجدها الكامل عن قرب. اتضح أن حلقة نبتون غير متجانسة، لذا فإن بعض الأقسام يصعب اكتشافها أكثر من غيرها. لقد تحركت الأقواس قليلاً منذ اكتشافها الأول، مما جعل العلماء يعتقدون أن الحلقات شابة ولا تزال تستقر.

منذ مهمة فويجر، تقدم العلماء في تكنولوجيا التلسكوبات الأرضية لتمييز الإشارات الخافتة للحلقات بشكل موثوق. لكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي يتفوق في كشف إكليل نبتون بتفاصيل غير مسبوقة، والصورة التي التقطها هي عرض مذهل. عندما رأت هاميل هذه التصورات الجديدة في عام 2022، “لقد بدأت في البكاء بالفعل”، كما تقول.

المصدر: المصدر