Northern lights

حقق علماء الفلك في جامعة ليستر اكتشافًا رائدًا، يؤكد وجود الشفق القطبي بالاشعة تحت الحمراء على الكوكب الخارجي البارد أورانوس، ولا يكشف هذا الكشف عن أسرار المجالات المغناطيسية الغريبة لنظامنا الشمسي فحسب، بل يثير أيضًا أسئلة مثيرة للاهتمام حول إمكانية السكن في العوالم البعيدة، ويمثل الإنجاز الذي حققه الفريق أول مثال لقياس الشفق بالأشعة تحت الحمراء لأورانوس منذ بدء التحقيقات في عام 1992.

وبينما تمت ملاحظة الشفق فوق البنفسجي منذ عام 1986، فإن هذا التأكيد للشفق بالاشعة تحت الحمراء يعد معلمًا علميًا مهمًا، ويبرز كوكبا أورانوس ونبتون، العمالقة الجليدية في نظامنا الشمسي، بسبب مجالاتهما المغناطيسية الفريدة، والتي لا تتماشى مع محاور دورانهما، وظل سبب هذا الاختلال لغزًا، ومن الممكن العثور على أدلة لحله في الشفق القطبي لأورانوس.

ويتم إنتاج الشفق القطبي بواسطة جسيمات مشحونة نشطة تتفاعل مع الغلاف الجوي للكوكب من خلال مجاله المغناطيسي، مما يؤدي إلى ظهور عروض ضوئية مذهلة، وعلى الأرض، تُعرف هذه الأضواء باسم الأضواء الشمالية والجنوبية، ومع ذلك، على كواكب مثل أورانوس، حيث يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم، يصدر الشفق ضوءًا يتجاوز الطيف المرئي، خاصة في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء.

ولالتقاط هذه الشفق بالأشعة تحت الحمراء بعيدة المنال، استخدم الفريق تلسكوب Keck II لتحليل أطوال موجية محددة من الضوء المنبعث من أورانوس، وفي طيف الأشعة تحت الحمراء، يشير سطوع الخطوط المنبعثة من الجسيمات المشحونة، وخاصة H3+، إلى درجة الحرارة والكثافة الجوية، وهذا يحول الخطوط بشكل فعال إلى موازين حرارة لكوكب الأرض.

قياس سطوع الأشعة تحت الحراء في اورانوس

وكشفت ملاحظاتهم عن زيادة ملحوظة بنسبة 88% في كثافة H3+ في الغلاف الجوي لأورانوس، مع الحد الأدنى من التغير في درجات الحرارة، وتشير هذه الزيادة إلى التأين الناجم عن وجود الشفق بالاشعة تحت الحمراء، ولا يساعد هذا الاكتشاف في فهمنا للمجالات المغناطيسية للكواكب الخارجية داخل نظامنا الشمسي فحسب، بل يفتح أيضًا إمكانيات لتحديد الكواكب الأخرى التي قد تكون مناسبة لاستدامة الحياة.

وتسلط المؤلفة الرئيسية إيما توماس، وهي طالبة في جامعة ليستر، الضوء على الآثار الأوسع نطاقًا للنتائج التي توصلوا إليها، قائلة: "إن غالبية الكواكب الخارجية المكتشفة حتى الآن تتشابه في الحجم مع نبتون وأورانوس، وهذا يمكن أن يشير إلى خصائص مغناطيسية وجوية مماثلة، ومن خلال دراسة الشفق القطبي لأورانوس، والذي يرتبط بشكل معقد بكل من المجال المغناطيسي والغلاف الجوي، يمكننا إجراء تنبؤات مستنيرة حول الأجواء والمجالات المغناطيسية لهذه العوالم البعيدة، مما يحتمل أن يسلط الضوء على قابليتها للسكن.

ويواصل التأكيد على أهمية هذا الاكتشاف: "تمثل هذه الورقة تتويجًا لثلاثة عقود من أبحاث الشفق القطبي على أورانوس، حيث تكشف النقاب عن الشفق القطبي وتمثل بداية حقبة جديدة في تحقيقات الشفق القطبي على الكوكب، وستعمل نتائجنا على توسيع معرفتنا من الشفق القطبي على العمالقة الجليدية وتعزيز فهمنا للمجالات المغناطيسية الكوكبية، ليس فقط في نظامنا الشمسي ولكن أيضًا في أنظمة الكواكب الأخرى.