هناك تيارات مضطربة وغير متوقعة تتصاعد من خلال الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، وتنتج الشفق اللامع.
يمر جونو ، مسبار ناسا الذي يدور حول عملاق الغاز منذ عام 2016 ، فوق المناطق القطبية للمشتري على مدار 53.5 يومًا ، وجمع البيانات عن القوى المغناطيسية التي تنتج الشفق فوق الصافي فوق الكوكب الضخم. في ورقة جديدة ، نُشرت في 8 يوليو في مجلة Nature Astronomy ، اكتشف الباحثون الذين يعملون مع بيانات جونو أن التيارات الكهربائية التي تمر عبر الغلاف المغناطيسي للمشتري - وهي منطقة الغلاف الجوي الأكثر ثراء بخطوط المجال المغناطيسي - لا تعمل كما هو متوقع. وجد المسبار تيارًا أقل مباشرة - تيارًا يتدفق باستمرار في اتجاه واحد - مما توقعه الفيزيائيون. كان حوالي 50 مليون أمبير فقط ، وهو تيار قوي بشكل لا يصدق ، ولكن ليس مرتفعًا مثل النماذج النظرية للغلاف المغناطيسي للمشتري المقترحة.
وكتب الباحثون أن هذا الاكتشاف يشير إلى أن "التيار المتناوب" - التيار الذي تومض ذهابًا وإيابًا - يلعب دورًا أكبر بكثير في إنتاج الشفق القطبي للمشتري مما أدركه أي شخص. في كوكب المشتري ، كما هو الحال على الأرض ، تكون الشفق نتاج تيارات دورانية في المجالات المغناطيسية تتفاعل مع الجسيمات عالية الطاقة من الشمس.
وقال يواكيم ساور ، مؤلف الصحيفة ، في بيان "هذه الملاحظات ، مقترنة بقياسات جونو الفضائية الأخرى ، تظهر أن التيارات المتناوبة تلعب دورًا أكبر في توليد الشفق القطبي من النظام الحالي المباشر".
على الأرض ، عادة ما نفكر في التيارات المتناوبة والمباشرة (AC و DC) من حيث الإلكترونيات. في أواخر القرن التاسع عشر ، اختلف المخترعون توماس إديسون ونيكولا تيسلا بشدة حول الطريقة التي يجب استخدامها لتوصيل الطاقة إلى الأجهزة الكهربائية. لا يتم تحويل طاقة التيار المستمر بسهولة بين الفولتية المختلفة ، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ، لذلك أرادت تسلا تحويل التيار المتردد القابل للتحويل بسهولة أكبر إلى المعيار. قاوم إديسون ، الذي يحرس براءات الاختراع المعتمدة على العاصمة ، التغيير ونشر معلومات خاطئة مفادها أن التيار المتردد كان أكثر خطورة ، وفقًا لوزارة الطاقة.
فاز تيسلا في النهاية ، وأصبح التيار المتردد المعيار لمحطات الطاقة الأمريكية. ومع ذلك ، وفقًا لوزارة الطاقة ، استعاد التيار المباشر تفضيله مع وصول المزيد من الأجهزة التي تعمل بالبطارية إلى السوق. من المحتمل أن أضواءك تعمل على طاقة التيار المتردد ، ولكن هناك فرصة جيدة لأن الجهاز الذي تقرأه يعتمد على التيار المستمر. (لهذا السبب يحتاج الكمبيوتر المحمول إلى محول تيار متردد.)
في الفضاء المحيط بكوكب المشتري ، لا يتم تحديد نسبة التيار المتردد إلى التيار المتردد عن طريق نزاع المخترعين قبل العصر الحديث ، ولكن من خلال سلوك الأيونات في الغلاف الجوي للكوكب. للمشتري تيارات قوية من الأرض لعدة أسباب ، بما في ذلك حجمه الضخم ومعدل دورانه السريع وزيادة الجسيمات المشحونة (أيونات) التي يتم ضخها من البراكين على القمر Io.
وكتب الباحثون أن مثل هذه النسبة الكبيرة من تلك التيارات هي تيار متردد يبدو أنها نتيجة اضطراب في المجالات المغناطيسية للكوكب. يشير الاضطراب بهذا المعنى إلى الطريقة المضطربة التي يتقلب بها شكل المجال المغناطيسي واتجاهه. وهذا الاضطراب ينتج تأثيرات مختلفة في كل من قطبي المشتري.
وكتب الباحثون أنه في الوقت الذي يدور فيه جونو حول المشتري ، شهد القطب الشمالي للكوكب حوالي نصف تيار القطب الجنوبي. يبدو أن هذا ناتج عن الترتيب الأكثر تعقيدًا لخطوط المجال المغناطيسي في الشمال ، مما يقطع تدفق التيارات. وكتبوا أن خطوط المجال المغناطيسي في الجنوب "أكثر سلاسة".
وأشاروا إلى أن آثار هذه الاختلافات واضحة في الشفق القطبي للقطبين. في الشمال ، تميل الشفق إلى التشتت على نطاق أوسع ، مع بنية "خيوط ومشاعل". في الجنوب ، تميل الشفق إلى أن تكون أكثر تنظيماً ، مع "قوس مشرق" يمتد من البيضاوي الرئيسي حيث تحدث الشفق.
وكتب الباحثون أن هذا البحث حول المجالات المغناطيسية القوية للمشتري يمكن أن يفهم فهمهم للمجال المغناطيسي الأضعف للأرض - الحماية الإنسانية الرئيسية ضد الجسيمات الشمسية القاسية. يشتبه بعض الباحثين بالفعل في أن الاضطراب أنتج نسبة كبيرة من التيارات حول كوكبنا. يبدو أن هذا العمل يضفي مصداقية على هذه الفكرة.
