تحلق جسيمات الإلكترون بعيدًا عن المنطقة القطبية لزحل. اضغط للتكبير
تحدث الشفق على الأرض عندما تتفاعل الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي لكوكبنا. تتسارع الإلكترونات إلى أسفل في الغلاف الجوي ، ونرى الأضواء الجميلة في السماء. يوم زحل ؛ ومع ذلك ، فإن هذه العملية تسير في الاتجاه المعاكس. يتم تسريع معظم الإلكترونات ، لكن البعض الآخر يسير في الاتجاه المعاكس ، بعيدًا عن الكوكب.
الأضواء القطبية رائعة للنظر إلى الأرض. على الكواكب الأخرى ، يمكن أن تكون مذهلة أيضًا. لاحظ علماء من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي في كاتلينبرغ ، لينداو ، ألمانيا ، المنطقة القطبية لزحل باستخدام مقياس طيف الجسيمات MIMI ، على مسبار كاسيني الفضائي. اكتشفوا أن الإلكترونات لا تتسارع فقط نحو الكوكب ، ولكن أيضًا بعيدًا عنه (الطبيعة ، 9 فبراير 2006).
يمكننا رؤية الأضواء القطبية على الأرض عندما تتسارع الإلكترونات فوق الغلاف الجوي إلى أسفل. تضيء عندما تضرب الغلاف الجوي العلوي. اكتشف بعض الباحثين قبل بضع سنوات أن الإلكترونات الموجودة داخل المنطقة القطبية يمكن أيضًا تسريعها بعيدًا عن الأرض - أي "إلى الخلف". لا تسبب هذه الإلكترونات المضادة للكواكب تضيء السماء ، وقد حير العلماء حول كيفية نشأتها.
حتى الآن ، لم يكن من الواضح أيضًا ما إذا كانت الإلكترونات المضادة للكواكب تحدث فقط على الأرض. عثر فريق دولي بقيادة يواكيم ساور في جامعة كولونيا على إلكترونات في زحل تتسارع "إلى الخلف" - أي في اتجاه مناهض للكواكب. تم قياس هذه الجسيمات باستخدام "أدوات التصوير المغنطيسي" (MIMI) في مسبار الفضاء كاسيني التابع لناسا. أحد مستشعرات هذه الأجهزة ، وهو "نظام قياس الطاقة المنخفضة الغلاف المغناطيسي" (LEMMS) ، تم تطويره وبناؤه من قبل العلماء في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي.
ساعد دوران المسبار الفضائي الباحثين على تحديد اتجاه وعدد وقوة الأشعة الإلكترونية. وقارنوا هذه النتائج مع تسجيلات المنطقة القطبية ونموذج عالمي للمجال المغناطيسي لزحل. اتضح أن منطقة الضوء القطبي تتوافق بشكل جيد للغاية مع أدنى نقطة من خطوط المجال المغناطيسي التي تم فيها قياس الأشعة الإلكترونية.
نظرًا لأن الأشعة الإلكترونية تتركز بشدة (بزاوية شعاع تنتشر أقل من 10 درجات) ، تمكن العلماء من تحديد مكان مصدرها: في مكان ما فوق المنطقة القطبية ، ولكن داخل مسافة لا تتجاوز خمسة أقطار نصف قطر زحل. نظرًا لأن الأشعة الإلكترونية المقاسة على الأرض والمشتري وزحل متشابهة جدًا ، يبدو أنه يجب أن تكون هناك بعض العمليات الأساسية الكامنة وراء إنشاء الأضواء القطبية.
عند إجراء هذه القياسات ، عمل نوربرت كروب وزملاؤه أندرياس لاغ وإلياس روسوس من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي عن كثب مع علماء من معهد الجيوفيزياء والأرصاد الجوية في جامعة كولونيا ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في بالتيمور. . العلماء الأمريكيون بقيادة توم كريميجيس مسؤولون عن خدمة وتنسيق الجهاز على كاسيني مسبار الفضاء.
المصدر الأصلي: جمعية ماكس بلانك
