يشير تحليل حديث لبيانات فوييجر 2 البالغة من العمر 38 عامًا إلى أن المركبة الفضائية الباسلة حلقت بالقرب من أورانوس في لحظة غير عادية عندما كان الغلاف المغناطيسي للكوكب مشوهًا بجزيئات من الشمس.
البحث – المنشور اليوم في علم الفلك الطبيعة– يشير إلى أن البنية المغناطيسية لنظام أورانوس مختلفة عما كان يعتقد في البداية. أشار التحليل الأولي لبيانات فوييجر 2 إلى أن الغلاف المغناطيسي للكوكب – المنطقة المحيطة بأورانوس التي يهيمن عليها مجالها المغناطيسي – كان خاليًا من البلازما، الموجودة في الأغلفة المغناطيسية للكواكب الأخرى.
أشارت البيانات أيضًا إلى أن الغلاف المغناطيسي لأوراني يحتوي على أحزمة مكثفة من الإلكترونات النشطة، على عكس الكواكب الأخرى. إلى جانب كونها موضع الكثير من النكات، بدت المناطق المحيطة بأورانوس غريبة مقارنة ببقية نظامنا الشمسي.
يفترض العلماء الذين يقفون وراء البحث المحدث أن هذه الظروف غير العادية كانت في الواقع نتيجة لانفجار شديد للرياح الشمسية – وهي جسيمات مشحونة من الغلاف الجوي للشمس – والتي شوهت الغلاف المغناطيسي تمامًا كما حلقت فوييجر 2 في عام 1986.
قال جيمي جاسينسكي، عالم الكواكب في وكالة ناسا: “لقد كان هذان لغزان رئيسيان متبقيان من تحليق فوييجر 2، وكلاهما يمكن تفسيرهما بشكل معقول من خلال وصول حدث رياح شمسية شديد يضغط على الغلاف المغناطيسي بشكل كبير قبل بدء التحليق مباشرة”. مختبر الدفع النفاث ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو.
وقال جاسينسكي: “لو وصلنا قبل أسبوع بمركبة فوييجر 2، لكانت المركبة الفضائية قد أجرت قياسات مختلفة تمامًا، وكانت اكتشافاتنا مختلفة تمامًا”. “وصلت فوييجر 2 في الوقت الخطأ!”
يحدث الضغط النادر للغلاف المغناطيسي بنسبة 4% فقط من الوقت حول أورانوس، وفقًا لتقديرات الفريق. وفي 96% من الحالات الأخرى، لا يكون الغلاف المغناطيسي للكوكب متطرفًا جدًا. تشير النتائج أيضًا إلى أنه خلال الحد الأدنى للطاقة الشمسية – أدنى نقطة في دورة الشمس التي تبلغ 11 عامًا – يواجه أورانوس فترات متناوبة من الرياح الشمسية المضطربة التي تؤثر على غلافه المغناطيسي. قد تكون الدورات التي يكون خلالها الغلاف المغناطيسي “مفتوحًا” أو “مغلقًا” أمام الرياح الشمسية ناتجة عن ميل أورانوس، وهو ميل شديد بالنسبة إلى المستوى المداري للنظام الشمسي.
استنادًا إلى بيانات فوييجر 2، خلص الفريق إلى أن “المجال المغناطيسي لأوراني ربما كان لديه دورتان في وقت تحليق فوييجر 2: الأولى تتنوع على مقياس زمني نهاري بسبب “المفتاح الشبيه” أو “المفتوح والمغلق”. العمليات المذكورة أعلاه، والثانية بسبب اختلاف ظروف الرياح الشمسية.
فوييجر 2 هي المركبة الفضائية الوحيدة التي زارت أورانوس ونبتون؛ واكتشفت أيضًا 16 قمرًا وستة حلقات كوكبية أثناء خروجها من نظامنا الشمسي. أكملت فوييجر 2 الآن 47 عامًا وشهرين من مهمتها، حيث تسافر عبر الفضاء بين النجوم بسرعة 34391 ميلًا في الساعة (55347 كيلومترًا في الساعة). وتقع المهمة على بعد حوالي 13 مليار ميل (20.9 مليار كيلومتر) من الأرض، أي أكثر من 138 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. فوييجر 2 بعيدة جدًا لدرجة أن الضوء يستغرق أكثر من 19 ساعة للانتقال من المركبة الفضائية إلى الأرض.
على مدى السنوات الـ 35 الماضية، سنت ناسا تدابير لتوفير الطاقة أدت إلى إيقاف تشغيل جميع أدوات مركبة فوييجر الفضائية باستثناء أربعة: تظل أنظمة الأشعة الكونية الفرعية للبعثتين، وأجهزة قياس المغناطيسية، وأدوات قياس الجسيمات المشحونة والمجالات الكهربائية قيد التشغيل.
قالت كارول باتي، عالمة الكواكب في جامعة أوريغون والتي لم تشارك في الدراسة الأخيرة، في مكالمة هاتفية مع جيزمودو: “إنه عمل مثير”. “من الرائع دائمًا أن تتمكن من العودة إلى البيانات التي مضى عليها عقود من الزمن بعيون جديدة ومنظور جديد.”
كما تشير الدراسة الجديدة، لاحظت فوييجر 2 حدثًا متطرفًا بشكل خاص يتعلق بالغلاف المغناطيسي لأورانوس، لكن باتي أشار إلى أنه سيكون من المبالغة افتراض أن الحالة النموذجية لعملاق الغاز مشابهة لحالة الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي. لا يزال الغلاف المغناطيسي لأورانوس غير متماثل للغاية، ولا تزال زاوية دوران الكوكب تعني أن لديه بعض الفصول الأكثر تطرفًا في أي عالم في النظام الشمسي.
وقال باتي: “ما نعرفه من النظر إلى هذه الورقة، فقط من تحليل بيانات الرياح الشمسية عند المنبع وحده، هو أن الرياح الشمسية متغيرة تمامًا حتى خارج المسافة المدارية لأورانوس”. “وهذا التباين يعني أن هذا النظام سيكون ديناميكيًا بشكل لا يصدق ومستجيبًا للرياح الشمسية.”
يعد أورانوس مكانًا مثيرًا لعلم الأحياء الفلكي، فهذه هي الحياة خارج الأرض، وليس علم الأحياء في داخلك…لا يهم. في عام 2022، دعا تقرير مكون من 780 صفحة صادر عن الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب إلى إنشاء مركبة مدارية لأورانوس قادرة على رسم خرائط مجالات الجاذبية والمغناطيسية للكوكب وحتى إطلاق مسبار جوي في سمائه.
وبشكل منفصل عن التقرير، قدم علماء الكواكب حججًا مماثلة؛ يحتوي أورانوس على العديد من الألغاز، ولم تزره أي مركبة فضائية منذ فوييجر 2. ولا تزال صور المهمة للكوكب وأقماره هي البيانات الرئيسية التي يعتمد عليها علماء الكواكب عند إنتاج أبحاث جديدة حول أورانوس، كما أشارت ورقة بحثية الأسبوع الماضي حول أورانوس. احتمالية وجود محيط تحت سطح الأرض على ميراندا، أحد أقمار الكوكب.
وفي النتائج الجديدة، خلص الفريق أيضًا إلى أن الأقمار الخارجية لأورانوس، تيتانيا وأوبيرون، تدور داخل الغلاف المغناطيسي للكوكب بدلاً من خارجه. وهذا من شأنه أن يسهل على المركبة الفضائية تحديد وجود محيط تحت السطح، وهو ما تفعله عن طريق تحفيز استجابة المجال المغناطيسي من الماء السائل الموجود تحت سطح القمر.
وقال جاسينسكي: “إن تيتانيا وأوبيرون هما المرشحان الأكثر احتمالا لإيواء المحيطات لأنهما أكبر قليلا من الأقمار الأخرى، مما يعني أنهما يستطيعان الاحتفاظ بالحرارة بشكل أفضل، وبالتالي يكونان أكثر دفئا”. “وهذا يعني أنهم أقل عرضة للتجميد الكامل.” واستنادًا إلى مراجعة الفريق لبيانات فوييجر، سيكون اكتشاف تلك المحتويات السائلة للأقمار أسهل مما كان يعتقد سابقًا.
لقد حان الوقت لنصل إلى أورانوس. ولكن حتى ذلك الحين، سيتمكن العلماء من استخلاص كل المعلومات من البيانات التي جمعتها فوييجر منذ ما يقرب من 40 عامًا.