ألغاز أورانوس تكشف عن شذوذ كوني نادر

عندما أصبحت المركبة الفضائية فوياجر 2 البعثة الأولى والوحيدة التي حلقت بالقرب من أورانوس في عام 1986، حددت الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك هذا العملاق الجليدي. لكن البيانات التي جمعها المسبار قدمت أيضًا ألغازًا جديدة استمرت في إثارة حيرة العلماء في العقود التي تلت التحليق التاريخي.

والآن، كشفت نظرة جديدة على البيانات أن المسبار فوياجر 2 قد تصادف مروره بالكوكب البعيد خلال حدث نادر، مما يشير إلى أن فهم العلماء الحالي للكوكب ربما يكون قد تشكل - وانحرف - بسبب مصادفة نجمية غير عادية.

وقد تكون نتائج الدراسة، التي نُشرت يوم الاثنين في مجلة نيتشر أسترونومي قد حلت بعض الألغاز التي أوجدتها قراءات أورانوس الغريبة التي قام بها فوياجر 2.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة جيمي جاسينسكي، عالم فيزياء البلازما الفضائية في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، في بيان: "لقد شاهدت المركبة الفضائية أورانوس في ظروف لا تحدث إلا في حوالي 4% من الوقت".

كما يمكن أن تعزز نتائج الدراسة أيضاً فكرة أن أورانوس لا يزال عالماً يساء فهمه إلى حد كبير، نظراً لأن معرفة علماء الفلك الأساسية بالكوكب تنبع من حالة شاذة غير عادية.

كوكب الشذوذ

كشف تحليق فوياجر 2 لكوكب أورانوس الذي يدور حوله عن حلقات وأقمار لم تكن معروفة من قبل حول الكوكب.

لكن ملاحظات المركبة الفضائية للغلاف المغناطيسي لأورانوس كانت مختلفة بشكل كبير عن توقعات علماء الفلك، واعتبر العلماء الكوكب شاذًا بين الكواكب الكبيرة الأخرى في نظامنا الشمسي، مثل المشتري وزحل ونبتون.

والغلافات المغناطيسية هي الفقاعات الواقية حول الكواكب مثل الأرض التي تحتوي على نوى ومجالات مغناطيسية، وهي مدفوعة بالمجال المغناطيسي للكوكب. تحمي هذه الفقاعات المغناطيسية الكواكب من الرياح الشمسية، وهي تيار من الجسيمات والغازات النشطة التي تتدفق باستمرار من الشمس.

إن فهم كيفية عمل الغلاف المغناطيسي حول الكواكب الأخرى لا يساعد العلماء في التخطيط للبعثات الاستكشافية فحسب، بل يوفر أيضاً نظرة ثاقبة حول كيفية عمل الغلاف المغناطيسي للأرض.

وقد أظهرت بيانات فوياجر 2 أن الغلاف المغناطيسي لأورانوس كان موطناً لأحزمة إشعاع إلكتروني قوية بشكل غير متوقع. وكانت كثافتها مماثلة لحزم الإشعاع الهائلة الموجودة حول المشتري.

وباعتباره أكبر كوكب في نظامنا الشمسي، يمتلك المشتري مجالاً مغناطيسياً أقوى من مجال الأرض بـ 20000 مرة، وفقاً لـ ناسا. جسيمات 20% إشعاعاً مغناطيسياً 20%). يحبس المجال المغناطيسي الجسيمات المشحونة ويسرعها إلى سرعات عالية. تطلق الجسيمات سريعة الحركة الطاقة على شكل إشعاع شديد يقصف أقرب أقمار المشتري.

ومع ذلك، لم يكن هناك مصدر واضح للجسيمات النشطة لدفع وتعزيز كثافة الأحزمة التي شوهدت حول أورانوس لأنه بدا أن هناك نقص في البلازما، أو الغاز المتأين، وهو أمر غريب لأن البلازما عنصر شائع في الغلاف المغناطيسي حول الكواكب الأخرى.

وقد تحدت ملاحظات فوياجر 2 للغلاف المغناطيسي لأورانوس الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك كيفية قيام المجالات المغناطيسية بحبس الجسيمات النشطة وإشعاعاتها.

كان علماء الفلك في حيرة من عدم وجود بلازما لأن خمسة من أقمار أورانوس الجليدية موجودة داخل الغلاف المغناطيسي، وكان ينبغي أن تنتج أيونات داخل الفقاعة المغناطيسية المحيطة بأورانوس وبعض أقماره. قاد هذا الاكتشاف الغريب علماء فوياجر إلى استنتاج أن الأقمار يجب أن تكون غير نشطة تماماً.

لكن تحليلاً جديداً لبيانات فوياجر 2 أظهر أن أورانوس شهد حدثاً كونياً نادراً قبل التحليق مباشرة.

التداخل الشمسي

قبل أيام من التحليق، انطلقت من الشمس رياح شمسية شديدة من الشمس، مما أدى إلى إثارة الطقس الفضائي في جميع أنحاء النظام الشمسي. ضربت الرياح الشمسية أورانوس وضغطت غلافه المغناطيسي بشكل كبير، مما دفع البلازما على الأرجح إلى الخارج. لكن الرياح الشمسية جعلت أيضاً الغلاف المغناطيسي لأورانوس أكثر ديناميكية من خلال تغذيته بالإلكترونات، مما عزز أحزمة الإشعاع على الكوكب، وفقاً للدراسة الجديدة.

Loading image...

قال جاسينسكي: "لو كانت فوياجر 2 قد وصلت قبل بضعة أيام فقط، لكانت قد رصدت غلافاً مغناطيسياً مختلفاً تماماً في أورانوس".

من المحتمل أن الغلاف المغناطيسي لأورانوس كان سيبدو مشابهًا للفقاعات المغناطيسية حول الكواكب العملاقة الأخرى في نظامنا الشمسي دون أي شذوذ، كما قال معدو الدراسة.

تشير النتائج أيضاً إلى أن بعض أقمار أورانوس يمكن أن تكون نشطة جيولوجياً، حيث من المحتمل أنها كانت تطلق الأيونات في الغلاف المغناطيسي قبل أن تقوم الرياح الشمسية بإبعاد الجسيمات مؤقتاً.

وكتب المؤلفون في دراستهم: "نسلط الضوء على أن فهمنا لنظام أورانوس محدود للغاية، ويُظهر تحليلنا أن أي استنتاجات تم التوصل إليها من تحليق فوياجر 2 هي بالمثل مؤقتة". "نحن نقترح أن الاكتشافات التي تم التوصل إليها من خلال تحليق فوياجر 2 لا ينبغي أن تُسند أي نمطية فيما يتعلق بالغلاف المغناطيسي لأورانوس."

وقالت ليندا سبيلكر، عالمة مشروع مسبار فوياجر التوأم في مختبر الدفع النفاث، والتي عملت كأحد علماء مهمة فوياجر 2 خلال تلك الفترة، إن تحليق أورانوس "كان مليئاً بالمفاجآت" وبدأ الباحثون على الفور في البحث عن طريقة لتفسير البيانات غير المتوقعة. لم تشارك سبيلكر في الدراسة الجديدة.

قال سبيلكر في بيان كان الغلاف المغناطيسي الذي قاسه مسبار فوياجر 2 مجرد لقطة في الوقت المناسب". "هذا العمل الجديد يفسر بعض التناقضات الظاهرة، وسيغير نظرتنا إلى أورانوس مرة أخرى."

إذا كانت معرفة علماء الفلك عن أورانوس تستند إلى التحليق الذي تم إجراؤه في ظروف نادرة، فهذا يشير إلى أنه قد يكون هناك سبب وجيه لإعادة النظر في العملاق الجليدي. لقد ساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي بالفعل في الكشف عن معلومات جديدة حول أورانوس، بما في ذلك تسليط الضوء على حلقاته المخفية عادة، وأقماره، وطقسه وغلافه الجوي.

لحسن الحظ، أصبح إرسال بعثة مخصصة لدراسة أورانوس في المستقبل أولوية بالنسبة لناسا، وفقًا لتقرير صدر في 2022 أوصى المسح العشري الكوكبي بإرسال أول مسبار مخصص لأورانوس كأول مهمة كبيرة قادمة لناسا. بعد إطلاقها في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، ستقوم المركبة الفضائية المقترحة بجولة مدارية للعملاق الجليدي أثناء التحليق في مداره، وستقوم أيضًا بإرسال مسبار لاستكشاف الغلاف الجوي.

في هذه الأثناء، واصلت المركبة فوياجر 2 التي عاشت طويلاً رحلتها وهي حالياً على بعد 13 مليار ميل (21 مليار كيلومتر) تقريباً من الأرض وتستكشف الفضاء بين النجوم، وتساهم بمنظورها الفريد في مساعدة علماء الفلك على فهم المنطقة المجهولة خارج نظامنا الشمسي.