مركز قطر لعلوم الفضاء والفلك: سلمان بن جبر آل ثاني

منذ أن حلقت المركبة الفضائية فوياجر-1 التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا فوق كوكب المشتري في مارس 1979، تساءل العلماء عن مصدر البرق الذي شوهد في غلاف المشتري، وبعد أن تأكد من تلك المواجهة ظهور برق في المشتري، أظهرت نتائج الأرصاد الإضافية أن الإشارات اللاسلكية المرتبطة بالبرق لا تتطابق مع تفاصيل الإشارات اللاسلكية الناتجة عن البرق الذي يحدث على الأرض.

في ورقة جديدة نُشرت في مجلة Nature حديثا، يصف العلماء من بعثة جونو NASA’s Juno mission التابعة لناسا الأسباب التي يكون فيها البرق على المشتري مشابها للبرق على الأرض، على الرغم من أن نوعين من البرق في بعض الصفات متناقضان مقابل الأقطاب بين المشتري والأرض. يقول شانون براون Shannon Brown من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، وهو عالم من مشروع جونو ومؤلف رئيسي للورقة العلمية: بغض النظر عن الكوكب الذي تتواجد فيه، فإن مسامير الصواعق تعمل مثل أجهزة الإرسال الإذاعية ترسل موجات الراديو عندما تومض عبر السماء، لكن حتى في جونو فقد كانت جميع الإشارات الضوئية المسجلة من قبل المركبات الفضائية Voyagers 1 و 2 و Galileo  و Cassini تقتصر على عمليات الكشف البصرية أو من نطاق الكيلوهرتز في الطيف الراديوي، على الرغم من البحث عن إشارات في نطاق ميغاهيرتز، فقد تم تقديم العديد من النظريات لتفسيرها  ولكن لم تكن هناك نظرية واحدة يمكن أن تكون صحيحة. وقال براون: في بيانات من أول ثماني طائرات، رصد جهاز MWR التابع للمركبة Juno  377 تفريغا ضوئيًا تم تسجيلها في نطاق ميغاهيرتز وكذلك جيجا هيرتز، وهو ما يمكنك العثور عليه مع انبعاثات البرق الأرضية، ونعتقد أن سبب كوننا الوحيدين الذين يستطيعون رؤيته هو أن جونو تحلق بالقرب من الإضاءة أكثر من أي وقت مضى، ونحن نبحث في تردد لاسلكي يمر بسهولة عبر الغلاف الأيوني للمشتري.

أن توزيع البرق في المشتري موجود في الداخل بالنسبة إلى الأرض، وهناك الكثير من النشاط بالقرب من أقطاب المشتري ولكن لا يوجد بالقرب من خط الاستواء، بحيث يمكنك أن تسأل أي شخص يعيش في المناطق المدارية في المشتري وهذا لا ينطبق على كوكبنا طبعا. يتلقى كوكب المشتري العملاق نسبة من أشعة الشمس أقل بمقدار 25 مرة من الأرض، ولكن على الرغم من أن الغلاف الجوي للمشتري يشتق معظم حرارته من داخل الكوكب نفسه، فإن هذا لا يجعل أشعة الشمس غير ذات صلة، إنها توفر بعض الدفء وتسخن مناطق خط استواء المشتري أكثر من القطبين تمامًا كما يحدث في تسخين الأرض، ويعتقد العلماء أن هذا التسخين عند خط الاستواء في المشتري يكفي فقط لتحقيق الاستقرار في الغلاف الجوي العلوي، مما يثبط صعود الهواء الدافئ من الداخل، والأعمدة  التي لا تتمتع بهذا الدفء العلوي وبالتالي يؤدي الى عدم استقرار الغلاف الجوي، لذلك تسمح للغازات الدافئة من باطن المشتري بالتقدم مما يؤدي إلى الحمل الحراري  وبالتالي خلق مكونات البرق. هذه النتائج يمكن أن تساعد على تحسين فهمنا لتكوين البرق في المشتري، وكيفية تداول وتدفقات الطاقة على الكوكب، لكن سؤال آخر يلوح في الأفق، فعلى الرغم من أننا نرى البرق بالقرب من قطبي المشتري، فلماذا يتم تسجيله في القطب الشمالي؟

في ورقة بحثية ثانية عن نتائج رصد المجس جونو نشرت في Nature Astronomy، تقدم الباحثة Ivana Kolmašová من أكاديمية العلوم التشيكية وزملاؤها، أكبر قاعدة بيانات للانبعاثات الراديوية ذات التردد المنخفض حول كوكب المشتري حتى الآن. مجموعة البيانات لأكثر من 1600 إشارة، تم جمعها بواسطة جونو، واكتشفت جونو بهذه المعلومات معدلات الذروة لأربعة صواعق في الثانية (مشابهة للمعدلات التي لوحظت في العواصف الرعدية على الأرض) وهي أعلى من نسبة الذروة التي تم اكتشافها بواسطة Voyager 1.

هذه الاكتشافات المهمة يمكن أن يقوم بها المجس جونو فقط، حيث إن مدارها الفريد يسمح له بالانتقال أقرب إلى المشتري من أي مركبة فضائية أخرى حتى الآن، لذا فإن قوة الإشارة لما يشع الكوكب أقوى منه بألف مرة، كما أن أجهزة الميكروويف والبلازما في جونو هي أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا الفضاء، مما يسمح لنا باختيار إشارات برق ضعيفة من نشاز انبعاثات الراديو من كوكب المشتري، ومن المنتظر أن ينفذ مجس الفضاء جونو دورته الثالثة عشرة  فوق سحب كوكب المشتري الغامضة في 16 يوليو 2018 إن شاء الله.