چگونه پلاسمای آب از چنگ سیاره کیوان آزاد می شود؟

* دانشمندان با بهره از داده های فضاپیمای کاسینی، به نخستین شواهد مستقیم از آزاد شدن انرژی در حباب مغناطیسی سیاره ی کیوان (زحل) و شیوه ی گریز پلاسما از این حباب دست یافته اند.

این آزادسازی ها یا "انفجارها" در فرآیندی به نام بازپیوند مغناطیسی رخ می دهند، چیزی که در مورد زمین به خوبی بررسی شده و نقش مهمی در هواشناسی فضا دارد. این فرآیند در زمین به انرژی گرفتن کمربندهای تابشی وان آلن و پدید آمدن شفق های قطبی می انجامد. در این فرآیند، خطوط میدان مغناطیسی خورشید به خطوط میدان مغناطیسی سیاره برخورد کرده، به آن ها می پیوندند و شکاف هایی در مغناطکره ی سیاره پدید می آورند. این شکاف ها دروازه هایی برای گذر پلاسما خواهند بود.
[بخوانید: * دروازه های پنهان در میدان مغناطیسی زمین]

برداشت هنری از مغناطکره ی کیوان بر پایه ی داده های فضاپیمای کاسینی

دانشمندان فیزیک فضا به رهبری دانشگاه لنکستر با کمک این داده ها نشان دادند که فضاپیمای کاسینی از درون منطقه ای پیرامون کیوان گذشته بوده که بازپیوند مغناطیسی در آن رخ می داده، چیزی که تاکنون هرگز دیده نشده.

یکی از یافته های گذشته ی کاسینی این بود که پلاسمای پیرامون کیوان دارای یون های آبی است که از آبفشان های قطب جنوب انسلادوس آمده اند. انسلادوس، ماه کوچک و ۵۰۰ کیلومتری کیوان در هر ثانیه ۳۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم آب از راه فواره های قطب جنوبش به فضا می فرستد که حدود ۱۰۰ کیلوگرم آن را یون های گوناگون آب تشکیل می دهند.

پژوهشگران با آگاهی از این که یون های آب نمی توانند بی‌اندازه و به طور نامحدود در مغناطکره ی کیوان انباشته شوند، به جستجوی سازوکاری پرداختند که باعث می شود یون های آب از این مغناطکره بگریزند. دکتر کریس اریج، نویسنده ی اصلی این پژوهش می گوید: «آب های فواره های انسلادوس در مغناطکره ی کیوان به دام می افتند. ما می دانیم که این آب ها نمی توانند تا همیشه آن جا بمانند ولی تاکنون نتوانسته بودیم بفهمیم چگونه از این حباب مغناطیسی بیرون می زنند.»

پژوهش پیشین نشان می داد که بازپیوند مغناطیسی نمی تواند به همه ی پلاسماها اجازه ی گریز از مغناطکره را بدهد. ولی بر پایه ی یافته های تازه، این کار کاملا شدنی است.

این یافته ها همچنین برای شناخت مغناطکره ی سیاره ی مشتری که در آن هم این فرآیندها رخ می دهند نیز باارزشند. بیشتر پلاسمای انباشته در مغناطکره ی این سیاره از آیو، ماه آتشفشانی آن سرچشمه می گیرند [خواندید: * مهار شفق های مشتری در دست یک ماه کوچک آتشفشانی است].

همچنین این یافته ها شاید بتوانند برای سامانه های سریع-چرخان اخترفیزیکی دیگر، مانند ستارگان جوان نیز کاربرد داشته باشند.

گزارش این پژوهش در نشریه ی نیچر فیزیک (Nature Physics) منتشر شده. فضاپیمای کاسینی کاری مشترک از ناسا، سازمان فضایی اروپا، و سازمان فضایی ایتالیا است.

واژه نامه:

Saturn - magnetic bubble - Cassini spacecraft - NASA - European Space Agency - Italian Space Agency - Nature Physics - magnetic reconnection - Earth - Space Weather - radiation belt - Northern light - magnetosphere - moon - Enceladus - Chris Arridge - plasma - Jupiter - star

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان