محققان معمای شفق‌های پرتو ایکس سیاره مشتری را پس از ۴۰ سال حل کردند

اخیرا مطالعه جدیدی نشان داده که شفق‌های سیاره مشتری می‌توانند بسیار شبیه به شفق‌های زمین باشند. شفق‌ها پدیده‌های طبیعی هستند که در قطب‌های برخی سیارات منظومه شمسی تشکیل می‌شوند. این نورها زمانی به وجود می‌آیند که بادهای خورشیدی به مغناطوسفر سیاره‌ای اصابت کند و مقداری از آن یون‌ها به اتم‌های اتمسفر آن سیاره برخورد کنند.

میدان مغناطیسی مشتری ۲۰ هزار بار قوی‌تر از میدان زمین است و بنابراین مغناطوسفر آن چندین برابر بزرگتر است. اگر مغناطوسفر سیاره مشتری در شب دیده می‌شد، مشاهده می‌کردیم که ناحیه‌ای چند برابر ماه زمین را پوشش می‌دهد. به همین دلیل، شفق‌های مشتری بسیار قدرتمندتر از شفق‌های زمینی هستند و انرژی آزاد شده آن در محدوده چندصد گیگاوات قرار دارد. این انرژی به اندازه‌ای است که می‌تواند تمام بشریت را برای مدت کوتاهی بی‌نیاز کند.

شفق‌های مشتری پرتوهای ایکس غیرعادی از خود نشر می‌کنند. این پرتوها با برخورد یون‌های خورشیدی با اتم‌های گوگرد و اکسیژن قمر آیو مشتری به وجود می‌آیند. شفق‌های پرتو ایکس مشتری مانند ساعت کار می‌کنند. هر کدام پالس‌های مرتبی را در هر چند دقیقه می‌فرستند.

توضیح مکانیزم دقیق این پدیده برای ۴۰ سال مشخص نبود. برای حل این مسئله محققان ناسا فضاپیمای جونو را به سیاره مشتری فرستادند. در همین حال، تلسکوپ فضایی XMM-Newton سازمان فضایی اروپا نیز در مدار زمین از راه دور شفق‌های مشتری را بررسی می‌کرد.

دانشمندان متوجه شدند که پرتوهای ایکس شفق‌ها با نوسانات منظمی در خطوط میدان مغناطیسی مشتری به وجود می‌آیند. این نوسانات موجی از پلاسما را در ابعاد سیاره‌ای تولید می‌کنند. این موج پلاسمایی، یون‌های سنگین را روی خطوط میدان مغناطیسی هدایت می‌کند تا به اتمسفر برخورد کنند و انرژی آزاد کنند. این انرژی به شکل موج الکترومغناطیسی در طول موج پرتوی ایکس آزاد می‌شود.

امواج پلاسمایی مشابهی نیز شفق‌های زمین را به وجود می‌آورند. با اینکه مشتری از هر لحاظی از زمین بزرگتر است، مکانیزمی که شفق‌های مشتری را به وجود می‌آورد کاملا مشابه مکانیزمی است که شفق‌های زمین را تشکیل می‌دهد. چنین سرنخی می‌تواند پروسه‌ای جهانی را برای شفق‌ها در فضا پیشنهاد کند.

با این حال هنوز نمی‌دانیم که چرا خطوط میدان مغناطیسی مشتری به طور منظمی نوسان می‌کنند. احتمالا واکنش میدان مغناطیسی با بادهای خورشیدی یا جریان‌های پلاسما با سرعت بالا در بین مغناطوسفر مشتری چنین نوساناتی را به وجود می‌آورند.