قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
تساعد عمليات التحليق بالقرب من القمر الناري لكوكب المشتري آيو، والتي نفذتها مركبة الفضاء جونو التابعة لناسا، في حل اللغز الدائم حول سبب كون القمر الصغير هو الجسم الأكثر نشاطًا بركانيًا في نظامنا الشمسي.
يشبه حجم قمر الأرض، آيو لديه ما يقدر بـ 400 بركان يطلق باستمرار أعمدة وحممًا تغطي سطح القمر.
قامت مهمة جونو، التي تدور حول كوكب المشتري وأقماره وتراقبها منذ يوليو 2016، بتحليق قريب بشكل لا يصدق من آيو في ديسمبر 2023 وفبراير. انطلقت المركبة الفضائية على مسافة 930 ميلاً (1500 كيلومتر) من سطح القمر، والتقطت الصور والبيانات. لقد مكنت رحلات جونو معًا من إلقاء نظرة غير مسبوقة على القمر المشتعل، بما في ذلك مراقبة قطبيه لأول مرة.
قدم الباحثون بعض النتائج من تحليل بيانات التحليق يوم الأربعاء في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في واشنطن العاصمة. ونُشرت أيضًا ورقة بحثية تتضمن تفاصيل بعض النتائج يوم الخميس في مجلة Nature.
قال المؤلف المشارك في الدراسة سكوت بولتون، الباحث الرئيسي في جونو ونائب الرئيس المساعد في معهد أبحاث الجنوب الغربي في سان أنطونيو: “آيو هو أحد أكثر الأجسام إثارة للاهتمام في النظام الشمسي بأكمله”. “يمكننا أن نرى أن هذا الجسم مغطى بالكامل بالبراكين فوق كلا القطبين وفي جميع أنحاء وسطه، (والتي) تنفجر باستمرار”.
تشير البيانات الجديدة إلى أن كلًا من براكين آيو العديدة يستمد طاقته من غرفة خاصة به من الصهارة الساخنة، بدلًا من أن يتغذى من محيط عالمي من الصهارة تحت السطح. وكانت هذه الأخيرة هي الفرضية السائدة منذ فترة طويلة بين علماء الفلك.
يمكن أن يغير هذا الاكتشاف الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك الأقمار التي تهيمن عليها المحيطات العالمية تحت السطح في نظامنا الشمسي، مثل قمر المشتري يوروبا والكواكب خارج نظامنا الشمسي.
اكتشاف البيتزا الكونية
اكتشف الفلكي الإيطالي جاليليو جاليلي، المعروف بأب علم الفلك الحديث، آيو في 8 يناير 1610.
لكن النشاط البركاني البري للقمر لم يتم اكتشافه حتى حلقت فوييجر 1 بالقرب من كوكب المشتري وأقماره في عام 1979، وكشفت عن سطح آيو الديناميكي الذي يشبه بيتزا البيبروني، كما قال بولتون.
المركبة الفضائية جونو التابعة لناسا تلتقط المنطقة القطبية الشمالية لقمر المشتري البركاني آيو في 30 ديسمبر 2023. – NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
في ذلك العام، أصبحت ليندا مورابيتو، عالمة التصوير في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، أول شخص يتعرف على عمود بركاني أثناء دراستها صورة آيو التي التقطتها فوييجر 1.
أثار هذا الاكتشاف لغزًا دام عقودًا من الزمن، حيث تساءل علماء الفلك عن أصول النشاط البركاني المستمر لآيو.
وقال بولتون: “منذ اكتشاف مورابيتو، تساءل علماء الكواكب عن كيفية تغذية البراكين من الحمم البركانية الموجودة تحت السطح”. “هل كان هناك محيط ضحل من الصهارة البيضاء الساخنة التي تغذي البراكين، أم أن مصدرها كان محليا أكثر؟ كنا نعلم أن البيانات المستمدة من رحلتي جونو القريبتين جدًا يمكن أن تعطينا بعض الأفكار حول كيفية عمل هذا القمر المعذب فعليًا.
الكشف عن Flyby
يدور آيو حول كوكب المشتري، وهو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي، والذي يسميه بولتون “الوحش”. مدار القمر غير كامل، أي أنه في بعض الأحيان يقترب من المشتري أثناء مداره، وفي أحيان أخرى يكون أبعد. يكمل آيو دورة واحدة حول الكوكب كل 42.5 ساعة.
يضغط تأثير الجاذبية الهائل لكوكب المشتري على آيو أثناء دورانه حول الكوكب، مثل اليد التي تضغط على كرة مطاطية، مما يؤدي إلى تدفئة القمر. وتسمى هذه الظاهرة ثني المد والجزر، أو الاحتكاك الناتج عن قوى المد والجزر التي تولد الحرارة الداخلية.
وقال بولتون: “هذا ما يحدث داخل آيو”. “يؤدي هذا الضغط إلى توليد الحرارة، ويصبح الجو ساخنًا للغاية لدرجة أن الأجزاء الداخلية من (آيو) تذوب وتتفرقع حرفيًا. الانفجارات مستمرة. انها مثل عاصفة ممطرة دون توقف. إنه يندلع دائمًا في كل مكان.”
وقال بولتون إن الثني المستمر لسحب المشتري على آيو يولد طاقة هائلة، والتي من شأنها أن تذيب جزءًا من باطن القمر. وإذا كان الذوبان كبيرًا بدرجة كافية، فإنه سيخلق محيطًا عالميًا من الصهارة يمكن لجونو استخدام أدواته لاكتشافه.
أثناء رحلاتها القريبة، التقطت جونو بيانات دوبلر عالية الدقة، والتي قامت بقياس جاذبية آيو من خلال تتبع مدى تأثير الانطلاق بالقرب من القمر على تسارع المركبة الفضائية. وتمت مقارنة البيانات مع ملاحظات من البعثات السابقة التي حلقت حول كوكب المشتري وأقماره، مثل مركبة غاليليو الفضائية التابعة لناسا، وكذلك التلسكوبات الأرضية.
تشير الملاحظات معًا إلى وجود جسم داخلي صلب في الغالب تحت سطح آيو، وليس محيطًا عالميًا من الصهارة، وهو ما يحل لغزًا دام 45 عامًا بدأته ملاحظات فوييجر 1. وبدلاً من ذلك، يتم تشغيل البراكين من مصادر محلية أكثر، ولكل منها جيب خاص بها من الصهارة تحتها.
قال رايان بارك، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو باحث مشارك في جونو ومشرف على مجموعة ديناميكيات النظام الشمسي في مختبر الدفع النفاث: “إن اكتشاف جونو أن قوى المد والجزر لا تخلق دائمًا محيطات من الصهارة العالمية يدفعنا إلى إعادة التفكير فيما نعرفه عن الجزء الداخلي من آيو”. ، في بيان. “إن لها آثارًا على فهمنا للأقمار الأخرى، مثل إنسيلادوس وأوروبا (لزحل)، وحتى الكواكب الخارجية وكواكب الأرض الفائقة. توفر النتائج الجديدة التي توصلنا إليها فرصة لإعادة التفكير في ما نعرفه عن تكوين الكواكب وتطورها.
وقالت هايدي بيكر، عالمة الكواكب في مختبر الدفع النفاث والتي لم تشارك في الدراسة، إن المهمة ساعدت أيضًا في التقاط مجموعة من الصور التي تعرض “سطح الأرض الخيالي البدائي” لآيو. تركز الصور على ميزات مختلفة لآيو بشكل لم يسبق له مثيل، بما في ذلك الجزر التي تم رصدها على بحيرات الحمم البركانية الضخمة، مثل تلك التي تسمى لوكي باتيرا، وهي كبيرة جدًا لدرجة أن علماء الفلك يقارنونها ببحر الحمم البركانية الموجود على سطح آيو.
تستمر مركبة جونو الفضائية في المساهمة برؤى جديدة حول كوكب المشتري وأقماره، بعد أن أكملت مؤخرًا تحليقًا فوق قمم السحب الدوامة لكوكب المشتري في 24 نوفمبر. بعد ذلك، ستتأرجح جونو بمقدار 2175 ميلًا (3500 كيلومتر) فوق مركز المشتري في 27 ديسمبر، مسجلة 645.7 مليونًا. ميل (1.04 مليار كيلومتر) منذ أن بدأت دراستها لكوكب المشتري قبل ثماني سنوات.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com