من بيان صحفي لـ JPL:
وجد تحليل جديد يستند إلى بيانات من مركبة كاسيني الفضائية التابعة لوكالة ناسا وجود صلة سببية بين الإشارات الدورية الغامضة والدورية من المجال المغناطيسي لكوكب زحل وانفجارات الغاز المتأين الساخن ، والمعروفة باسم البلازما ، حول الكوكب.
وجد العلماء أن السحب الهائلة من البلازما تزدهر بشكل دوري حول زحل وتتحرك حول الكوكب مثل حمولة غير متوازنة من الغسيل في دورة الدوران. تنتج حركة هذه البلازما الساخنة علامة "تكرار" متكررة في قياسات البيئة المغناطيسية الدوارة لكوكب زحل وتساعد على توضيح سبب صعوبة العلماء في قياس طول يوم في زحل.
قال بونتوس براندت ، المؤلف الرئيسي على الورق وعالم من فريق كاسيني في جامعة الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز: "هذا إنجاز قد يشير بنا إلى أصل الفترات الدورية الغامضة التي تلقي بظلالها على فترة التناوب الحقيقية لزحل". مختبر في لوريل ، ماريلاند: "السؤال الكبير الآن هو لماذا تحدث هذه الانفجارات بشكل دوري".
تُظهر البيانات كيف أن حقن البلازما والتيارات الكهربائية والمجال المغناطيسي لزحل - وهي ظواهر غير مرئية للعين البشرية - شركاء في تصميم الرقصات المعقدة. تشكل الانفجارات الدورية للبلازما جزر الضغط التي تدور حول زحل. جزر الضغط "تضخيم" المجال المغناطيسي.
يمكن رؤية رسم متحرك جديد يوضح السلوك المرتبط على موقع كاسيني.
يظهر التصور كيف تنفجر البلازما الساخنة غير المرئية في الغلاف المغناطيسي لكوكب زحل - الفقاعة المغناطيسية حول الكوكب - وتشوه خطوط المجال المغناطيسي استجابة للضغط. الغلاف المغناطيسي لكوكب زحل ليس فقاعة مثالية لأنه ينفجر مرة أخرى بقوة الرياح الشمسية التي تحتوي على جسيمات مشحونة تتدفق من الشمس.
تمتد قوة الرياح الشمسية المجال المغناطيسي لجانب زحل الذي يواجه بعيدًا عن الشمس إلى ما يسمى الذيل المغناطيسي. يبدو أن انهيار الذيل المغناطيسي يبدأ عملية تؤدي إلى انفجارات البلازما الساخنة ، والتي بدورها تضخم المجال المغناطيسي في الغلاف المغناطيسي الداخلي.
لا يزال العلماء يبحثون في أسباب انهيار الذيل المغناطيسي لزحل ، ولكن هناك مؤشرات قوية على أن البلازما الباردة الكثيفة في الأصل من قمر زحل إنسيلادوس تدور مع زحل. تمد قوى الطرد المركزي المجال المغناطيسي حتى يستقر جزء من الذيل مرة أخرى.
يساهم الانجذاب الخلفي في تسخين البلازما حول زحل ويصبح البلازما المسخنة محاصرة في المجال المغناطيسي. تدور حول الكوكب في الجزر بسرعة حوالي 100 كيلومتر في الثانية (200،000 ميل في الساعة). بنفس الطريقة التي تسبب بها أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض على الأرض الرياح ، فإن ضغوط الفضاء العالية تسبب تيارات كهربائية. تيارات تسبب تشوهات المجال المغناطيسي.
ترتبط إشارة الراديو المعروفة باسم إشعاع زحل الكيلومتري ، والتي استخدمها العلماء لتقدير طول يوم في زحل ، ارتباطًا وثيقًا بسلوك المجال المغناطيسي لزحل. نظرًا لأن زحل ليس له سطح أو نقطة ثابتة لساعة معدل دورانه ، استنتج العلماء معدل الدوران من توقيت القمم في هذا النوع من البث الراديوي ، والذي يُفترض أن يرتفع مع كل دوران لكوكب. نجحت هذه الطريقة مع المشتري ، لكن إشارات زحل اختلفت. تختلف القياسات التي تم إجراؤها من أوائل ثمانينيات القرن الماضي بواسطة المركبة الفضائية فوييجر التابعة لوكالة ناسا ، والبيانات التي تم الحصول عليها في عام 2000 من قبل بعثة وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا أوليسيس ، وبيانات كاسيني من عام 2003 إلى الوقت الحاضر بدرجة صغيرة ، ولكنها مهمة. ونتيجة لذلك ، فإن العلماء ليسوا متأكدين من طول يوم زحل.
قالت مارسيا بيرتون ، عالمة حقول كاسيني وجزيئات التحقيق في الجزيئات في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا: "ما يهم هذا العمل الجديد هو أن العلماء بدأوا في وصف العلاقات السببية العالمية بين بعض القوى المعقدة وغير المرئية التي تشكل بيئة زحل". ، باسادينا ، كاليفورنيا. “لا تزال النتائج الجديدة لا تعطينا طول يوم زحل ، لكنها تعطينا أدلة مهمة للبدء في اكتشافها. طول يوم زحل ، أو معدل دوران زحل ، مهم لتحديد الخصائص الأساسية لزحل ، مثل هيكل داخلي وسرعة الرياح. "
البلازما غير مرئية للعين البشرية. لكن الأيون والكاميرا المحايدة في أداة التصوير المغنطيسي في كاسيني توفر رؤية ثلاثية الأبعاد من خلال اكتشاف الذرات المحايدة النشطة المنبعثة من غيوم البلازما حول زحل. تتكون الذرات المحايدة النشطة عندما يصطدم الغاز البارد المحايد بجزيئات مشحونة كهربائيًا في سحابة من البلازما. الجزيئات الناتجة مشحونة بشكل محايد ، لذا فهي قادرة على الهروب من المجالات المغناطيسية والتكبير في الفضاء. غالبًا ما يحدث انبعاث هذه الجسيمات في المجالات المغناطيسية المحيطة بالكواكب.
من خلال تجميع الصور التي تم الحصول عليها كل نصف ساعة ، أنتج العلماء أفلامًا من البلازما أثناء انجرافها حول الكوكب. استخدم العلماء هذه الصور لإعادة بناء الضغط ثلاثي الأبعاد الناتج عن غيوم البلازما ، واستكملوا هذه النتائج بضغوط البلازما المستمدة من مطياف البلازما كاسيني. بمجرد أن فهم العلماء الضغط وتطوره ، تمكنوا من حساب اضطرابات المجال المغناطيسي المصاحبة على طول مسار طيران كاسيني. يطابق اضطراب المجال المحسوب المجال المغناطيسي "الجلطات" الملحوظ بشكل مثالي ، مما يؤكد مصدر تذبذبات المجال.
قال توم كريميجيس ، الباحث الرئيسي في أداة التصوير المغنطيسي ، "نعلم جميعًا أن فترات الدوران المتغيرة قد لوحظت في النجوم النابضة ، على بعد ملايين السنين الضوئية من نظامنا الشمسي ، والآن نجد أن هناك ظاهرة مماثلة لوحظت هنا في زحل". ، ومقرها أيضًا في مختبر الفيزياء التطبيقية وأكاديمية أثينا ، اليونان. "مع وجود الأدوات في مكان حدوثها ، يمكننا أن نقول أن تدفقات البلازما والأنظمة الحالية المعقدة يمكن أن تخفي فترة الدوران الحقيقية للجسم المركزي. هذه هي الطريقة التي تساعدنا بها الملاحظات في نظامنا الشمسي على فهم ما يُرى في الأجسام الفيزيائية الفلكية البعيدة. "
المصدر: JPL
