أورانوس ونبتون: دراسة جديدة تفسّر غرابة مجاليهما المغناطيسيين

وقد رُبط ميلان أورانوس البالغ 97 درجة باصطدام قديم بكوكب بحجم الأرض، لكن مجال نبتون مائل بشكل مشابه دون أن يتعرض لاصطدام معروف. لذلك لا بد أن السبب كامن في طبيعة العملاقين الجليديين نفسها.

دور التوصيل الكهربائي

تولّد الكواكب مجالاتها المغناطيسية بتأثير الدينامو، أي حركة الحمل الحراري لسائل موصل للكهرباء داخل جسم دوّار. وتبلغ كتلة أورانوس ونبتون 14.5 و17 ضعف كتلة الأرض على التوالي، ما يعني ظروفًا ساحقة في الداخل. وقال قائد الفريق تشي يان من جامعة تكساس في أوستن: «في أعماق أورانوس ونبتون تصبح الضغوط ودرجات الحرارة مرتفعة للغاية. وفي ظل هذه الظروف التي قد تفكك جزيئات الماء إلى أيونات، قد تزداد الموصلية الكهربائية للمادة مع العمق».

وبأخذ تزايد الموصلية وتركيب الكوكبين في الحسبان، استطاعت المحاكاة إعادة إنتاج المجالين الغريبين، وأظهرت أن بنية المجال تتطور مع حركة السوائل الناتجة عن الحمل الحراري ومع درجة الحرارة. وقد لا تكون هذه العملية انتهت، إذ تشير المحاكاة إلى أن المجالين قد يتغيران بشكل كبير خلال بضعة عقود فقط. وقال يان: «ينجرف ميل المجال المغناطيسي للأرض درجة تقريبًا كل 50 عامًا. نماذجنا تُظهر أن العملاقين الجليديين قد يتصرفان بشكل مختلف تمامًا؛ ففي بعض الفترات يتأرجح الميل عشرات الدرجات خلال عقود، وفي أخرى يتغير قليلًا».

الخطوة التالية

منحت ناسا أولوية لمهمة جديدة إلى أورانوس في أوائل أربعينيات هذا القرن، فيما ستحمل المهمة الصينية تيانوين 4 المتجهة إلى المشتري عام 2029 مسبارًا صغيرًا يواصل الرحلة إلى أورانوس مستفيدًا من المقلاع الجذبوي. وإلى ذلك الحين يبحث العلماء عن طرق لعدم الاعتماد على قياسات فوياجر 2 التي مضى عليها 40 عامًا. ويقود توم ستالارد من جامعة نورثumbria، وهو مشارك في إعداد الورقة، ملاحظات بتلسكوب جيمس ويب الفضائي للشفق القطبي الخافت بالأشعة تحت الحمراء على الكوكبين، إذ يدل موقع الشفق على حال المجال المغناطيسي.

ويأمل الباحثون أن يتيح الجمع بين بيانات جيمس ويب وقياسات فوياجر 2 ونتائج المحاكاة تقدير شكل المجالين اليوم ومقارنته بثمانينيات القرن الماضي، وهو اختبار للنموذج الجديد، وإن بقي الحسم النهائي رهن وصول مهمة جديدة. ونُشرت النتائج في 3 نوفمبر في مجلة Communications Physics.