كشفت تلسكوب جيمس ويب عن صور غير مسبوقة تُظهر ما وصفه الباحثون بـ«البصمات الباردة» داخل الشفق القطبي لكوكب المشتري، وهي ظاهرة تعزز فهمنا لهذه الكتلة العملاقة ذات النشاط الشمسي الملحوظ.
يُعرف الشفق القطبي على المشترى بأنه من أقوى الظواهر في النظام الشمسي، حيث تتوهج المناطق القطبية نتيجة اصطدام الجسيمات عالية الطاقة بالغلاف الجوي، وتبيّن الملاحظات الحديثة أن الأقمار الدورية حول المشتري تلعب دورًا غير متوقع في تعديل هذه الظاهرة من خلال تفاعلها مع المجال المغناطيسي الضخم للكوكب.
أشار تحليل بيانات فريق من جامعة نورثمبرلريا إلى أن أكبر أربعة أقمار جاليليّة، وهي Io وEuropa وGanymede وCallisto، تؤثر بشكل واضح في بيئة المشتري المغناطيسية، حيث تدفع تفاعلاتها مع المجال المغناطيسي للجوكب الجسيمات المشحونة نحو الغلاف الجوي، ما يؤدي إلى ظهور آثار ضوئية مرتبطة بمواقع هذه الأقمار في مدارها حول الكوكب.
يُعد قمر Io مصدرًا رئيسيًا للجسيمات المشحونة، فهو يتميز بنشاط جيولوجي عالي يطلق جسيمات مشحونة بكميات هائلة في فضاء المحيط بالمشتري، ويتكون من طوق بلازما Io حول الكوكب. وعندما تتحرك الأقمار الجاليليّة عبر هذه المنطقة المغناطيسية، تتجه الأيونات نحو الغلاف الجوي، وهو ما يعزز الشفق القطبي ويترك بصمات ضوئية مرتبطة بمواقع الأقمار في مداراتها.
وخلال تحليل خمس صور التقطها تلسكوب جيمس ويب في سبتمبر 2023، رصد العلماء منطقة باردة نسبياً داخل بصمة الشفق المرتبطة بقمر Io، حيث انخفضت درجات الحرارة إلى نحو 509 فهرنهايت، بينما ارتفعت كثافة الأيونات إلى نحو 45 ضعفاً عن المناطق المحيطة. وتظهر البيانات أن درجات الحرارة وكثافة الجسيمات في بصمة Io يمكن أن تتغير خلال دقائق، وهو ما يشير إلى وجود إلكترونات عالية الطاقة تتحرك على طول خطوط المجال المغناطيسي للمشتري.
تأثير أقمار المشتري على الشفق القطبي وتخصصاته
على عكس الأرض، لا يؤثر قمر الأرض في شفقها القطبي بشكل مباشر، إلا أن العلماء يعتقدون أن بعض أقمار النظام الشمسي قد تؤثر في الشفق القطبي للكواكب التي تدور حولها. فمثلاً يُحتمل أن يكون لقمر Enceladus التابع لكوكب زحل تأثير مشابه في شفقه القطبي، وتساعد هذه النتائج العلماء في فهم التبادلات المعقدة بين الكواكب العملاقة وأقمارها، إضافة إلى فتح آفاق لدراسة البيئات المغناطيسية في النظام الشمسي بشكل أعمق.
تكشف النتائج أن الغلاف الجوي للمشتري يستجيب بسرعة وقوة للنشاط الفضائي المحيط به، خصوصًا التفاعلات بين الكوكب وأقماره الجاليليّة الأربع، ما يفتح بابًا لدراسة كيفية تشكل الشواهد الضوئية وتغيراتها في فترات زمنية قصيرة ضمن بيئات مغناطيسية معقدة.
