كشف أسرار كوكب أورانوس: تلسكوب جيمس ويب يصور الأيونوسفير ثلاثي الأبعاد

المملكة المتحدة - وكالة أنباء إخباري

كشف أسرار كوكب أورانوس: تلسكوب جيمس ويب يصور الأيونوسفير ثلاثي الأبعاد

لطالما شكل العملاق الجليدي البعيد أورانوس، المعروف بمداره حول الشمس وهو مائل على جانبه، تحديًا لعلماء الفلك الذين يسعون لفهم ديناميكيات غلافه الجوي المعقدة. ومع ذلك، فإن القدرات الفريدة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بدأت الآن تكشف هذه الطبقات الغامضة. في دراسة جديدة رائدة، استخدم فريق دولي من علماء الفلك مطياف الأشعة تحت الحمراء القريب (NIRSpec) التابع لـ JWST لتحقيق أول رسم خرائطي ثلاثي الأبعاد للغلاف الأيوني العلوي لأورانوس، مقدمًا رؤى عميقة في بنية الغلاف الجوي لهذا الكوكب الغامض وعملياته النشطة.

بقيادة طالبة الدكتوراه باولا تيرانتي من جامعة نورثمبريا في إنجلترا، قام فريق البحث بتحليل دقيق للبيانات التي تم جمعها في 19 يناير 2025. تكشف النتائج التي توصلوا إليها عن خصائص حاسمة للغلاف الأيوني العلوي لأورانوس، بما في ذلك درجة حرارة وكثافة الأيونات على ارتفاع يصل إلى 5000 كيلومتر (3108 أميال) فوق قمم سحب الكوكب. صرحت تيرانتي: "هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من رؤية الغلاف الجوي العلوي لأورانوس بأبعاد ثلاثية"، مؤكدة على أهمية هذه الملاحظات. "بفضل حساسية ويب، يمكننا تتبع كيفية تحرك الطاقة صعودًا عبر الغلاف الجوي للكوكب وحتى رؤية تأثير مجاله المغناطيسي غير المتوازن."

من أبرز الاكتشافات هو تأكيد أن الغلاف الجوي العلوي لأورانوس يستمر في التبريد. يمثل هذا الاتجاه التبريدي، الذي تم تحديده لأول مرة في دراسات الأشعة تحت الحمراء التي بدأت في التسعينيات، لغزًا. تحوم درجات الحرارة الحالية حول 426 كلفن (150 درجة مئوية)، وهي أقل بشكل ملحوظ مما تم قياسه سابقًا، مما يشير إلى تفاعل ديناميكي مع بيئة النظام الشمسي الأوسع. يفترض العلماء أن التغيرات طويلة الأمد في الرياح الشمسية قد تؤثر على هذا التبريد، على الرغم من أن الآليات الدقيقة والمسار المستقبلي لهذا الاتجاه لا تزال قيد التحقيق.

يلعب المجال المغناطيسي لأورانوس، الذي وصفته تيرانتي بأنه "واحد من أغرب المجالات المغناطيسية في النظام الشمسي"، دورًا محوريًا في هذه الظواهر الجوية. يعني ميله الشديد وانحرافه عن محور دوران الكوكب أن عروض الشفق، الناتجة عن التفاعل مع الرياح الشمسية، تنتشر عبر السطح بأنماط معقدة وديناميكية للغاية. وقد أوضحت بيانات JWST الآن مدى عمق وصول هذه التأثيرات الشفقية إلى الغلاف الجوي، مكونة نطاقات ضيقة بالقرب من الأقطاب المغناطيسية. هذا الهيكل الرأسي المفصل، حيث تبلغ درجات حرارة الأيونوسفير ذروتها في منطقة تتراوح بين 3000 و 4000 كيلومتر (1864-2485 ميل) وتصل كثافات الأيونات إلى ذروتها عند حوالي ألف كيلومتر (621 ميل)، أمر حيوي لفهم توازن الطاقة للعمالقة الجليدية، سواء داخل نظامنا الشمسي أو خارجه.

لقد أسر التوجه الفريد للكوكب، وهو ميل محوري قدره 97.8 درجة، علماء الفلك منذ اكتشافه بواسطة ويليام هيرشل في عام 1781. أشارت الملاحظات المبكرة لمدارات أقماره شديدة الميل إلى هذه الخصوصية، وهي حقيقة أكدتها بشكل قاطع المركبة الفضائية فوييجر 2 في عام 1986. وتنسب النظرية السائدة هذا الميل الشديد إلى اصطدام هائل في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي. يُعتقد أن أورانوس تشكل أقرب إلى الشمس قبل أن يهاجر إلى مداره البعيد الحالي، على بعد حوالي 2.9 مليار كيلومتر (1.8 مليار ميل). مع فترة دوران تبلغ حوالي 17 ساعة وفترة مدارية تبلغ 84 سنة أرضية، تشير أقطابه بشكل دوري مباشرة نحو الشمس، مما يوفر نوافذ فريدة للمراقبة.

بينما تعتمد الدراسات الحالية بشكل أساسي على التلسكوبات المدارية والأرضية، بما في ذلك البيانات القديمة من فوييجر 2 وتلسكوب هابل الفضائي، يحمل المستقبل وعدًا باستكشاف مباشر أكثر. يمثل مشروع أورانوس المداري والمسبار (Uranus Orbiter and Probe)، وهو مفهوم مهمة ناسا المقرر إطلاقها المحتمل في ثلاثينيات القرن الحالي أو ما بعدها، خطوة مهمة إلى الأمام. لن تدور هذه المهمة حول أورانوس فحسب، بل ستنشر أيضًا مسبارًا جويًا للتعمق في طبقاته، مما يوفر رؤى لا مثيل لها في تكوينه ومجاله المغناطيسي وتاريخه وتكوين وتطور أنظمة أقمارته وحلقاته.

إن فهم الدورة الجوية لأورانوس وتركيبته الكلية وبنية نواته، بالإضافة إلى الإجابة بشكل قاطع عن الأسئلة المتعلقة بتشكيله والاصطدام الهائل الذي أدى إلى ميله على جانبه، هي من بين الأهداف الرئيسية للمهام المستقبلية. التفاصيل الرائعة التي قدمتها أحدث ملاحظات JWST هي مقدمة حاسمة، تساعد العلماء على صقل فهمهم والاستعداد للجيل القادم من استكشاف الكواكب، والاقتراب من توصيف الكواكب الخارجية وكشف أسرار جوارنا السماوي.

وكالة أنباء إخباري