للمرة الأولى.. رصد الشفق القطبي بألوانه الزاهية على كوكب نبتون

في سابقة تاريخية من عمليات رصد كوكب نبتون، وهو آخر كواكب المجموعة الشمسية، تمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا من رصد خيوط الشفق القطبي المتوهجة ذات الصبغة التركوازية على سطح الكوكب الأزرق الفاقع.

ويُعد الشفق القطبي ظاهرة طبيعية تحدث حول المناطق القطبية ويمكن رصدها باستمرار في سماء الكواكب التي تمتلك أغلفة جوية مثل الأرض، وهي نتيجة تفاعل المجال المغناطيسي للكوكب مع الجسيمات المشحونة، التي غالبا ما تكون من الشمس.

كذلك التصادم الناتج يدفع الجسيمات المشحونة إلى طاقة ضوئية، ويختلف لون الإشعاعات الناتجة وفقا لنوع العناصر في الغلاف الجوّي، لذلك يظهر الشفق القطبي بعدّة ألوان مثل الأحمر والأخضر والأزرق وغيره.

وما يجعل هذا الحدث مميزا هو حسم الجدل القائم حول وجود هذا الشفق القطبي في سماء نبتون، إذ إن وجوده هو علامة على أحد أهم الخصائص الكوكبية التي تمتلك غلافا جويا وغلافا مغناطيسيا كذلك.

وعلى مدار عقود من البحث والمراقبة، كان قد لمح الفلكيون وميضا في قطبي نبتون، ومن أبرز الأدلة القديمة هو ما رصده مسبار الفضاء “فوياجر 2” عام 1989 حينما مرّ على الكوكب النائي، لكن لم يُحسم الجدل بعد ذلك. وظلّ حينها نبتون في معزل عن بقية الكواكب العملاقة التي حُسم أمرها بشكل واضح مثل المشتري وزحل وأورانوس.

تفاصيل غير مسبوقة عبر الأشعة تحت الحمراء

يرجع تاريخ الصورة الملتقطة إلى يونيو/حزيران 2023، حيث استخدم تلسكوب جيمس ويب “جهاز التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة” الموجود على متنه، ليسمح للعلماء بمراقبة الكوكب بتفاصيل غير مسبوقة.

ويظهر الشفق القطبي بحلّة خضراء مزرّقة زاهية على سطح الكوكب، عند خطوط العرض المتوسطة بدلا من المناطق القطبية حيث يُشاهد عادة الشفق القطبي على الأرض والكواكب الغازية الأخرى. وهذه الظاهرة الفريدة مرتبطة بالطبيعة الغريبة للمجال المغناطيسي لنبتون، الذي يميل بزاوية 47 درجة عن محور دوران الكوكب، على عكس الشفق القطبي التقليدي الذي يظهر بالقرب من القطبين على الأرض.

وأعرب المؤلف الرئيس هنريك ميلين من جامعة نورثومبريا، الذي أجرى البحث أثناء تواجده في جامعة ليستر، عن دهشته من وضوح وتفاصيل الشفق القطبي التي التقطها ويب. وقال ميلين في تصريحاته لوكالة ناسا: “كان من المدهش رؤية الشفق القطبي، ولكن التفصيل والوضوح في هذه الظاهرة فاجأني حقا”، لم تكشف الصور عن النشاط الشفقي فحسب، بل قدمت أيضا طيفا ساعد في قياس درجة الحرارة وتركيب الطبقة العليا من الغلاف الجوّي (الأيونوسفير) للكوكب.

بالإضافة إلى ذلك، قدمت ملاحظات تلسكوب جيمس ويب مفاهيم جديدة حول الظروف الجوية في نبتون، وواحدة من أبرز الاكتشافات كانت التحقق من اختلاف كبير في درجات حرارة الغلاف الجوي العلوي لنبتون عما كان سابقا. فقد وجدوا أن درجة حرارة الغلاف الجوي لنبتون في عام 2023 كانت أقل بعدة مئات من الدرجات عما كانت عليه أثناء مرور “فوياجر 2” في 1989، إذ إن درجة الحرارة الحالية لا تتجاوز نصف ما كانت عليه منذ 36 عاما.

ويعتقد الباحثون أن هذا الاختلاف قد يكون السبب في صعوبة اكتشاف الشفق القطبي لفترة طويلة، فانخفاض درجات الحرارة يؤدي إلى خفوت النشاط الشفقي بطبيعة الحال، هذا مع أن الكوكب يبعد عن الشمس بنحو 30 وحدة فلكية، والوحدة الفلكية تساوي متوسط المسافة بين الأرض والشمس، وعليه، فإن سبب الاختلال في درجة الحرارة لا يزال مجهولا.

مجال مغناطيسي فريد

ومن أبرز جوانب هذا الاكتشاف هو المجال المغناطيسي غير العادي لنبتون، فعلى عكس الأرض أو الكواكب العملاقة الأخرى مثل المشتري، يميل المجال المغناطيسي لنبتون بزاوية 47 درجة، ويتسبب هذا الميل في حدوث النشاط الشفقي عند خطوط العرض المتوسطة بدلا من القطبين، وهي ميزة فريدة للغاية في المجموعة الشمسية.

ويهدف الباحثون الآن إلى الاستمرار في العمل على رصد الكوكب أثناء دورة شمسية كاملة، والتي تبلغ 11 عاما، لفهم طبيعة تفاعل الغلاف الجوي للكوكب مع الرياح الشمسية المتغيرة وفقا لأنماط الدورة الشمسية، ومحاولة تفسير سر الميلان المثير لغلافه المغناطيسي.