المجال والغلاف المغناطيسي لكوكب نبتون

ما هو المجال المغناطيسي لكوكب نبتون؟

يمتلك كوكب نبتون مثل معظم الكواكب الأخرى في النظام الشمسي مجالاً مغناطيسياً داخلياً، وتم اكتشافه لأول مرة في عام 1989 بواسطة فوييجر 2، مثل المجال المغناطيسي للأرض يمكن تمثيل مجال نبتون تقريباً بواسطة ثنائي القطب (على غرار قضيب مغناطيسي)، ولكن قطبيتها تتعارض بشكل أساسي مع مجال الأرض الحالي، تشير البوصلة المغناطيسية على كوكب نبتون إلى الجنوب بدلاً من الشمال.

يُعتقد أن مجال الأرض ناتج عن التيارات الكهربائية المتدفقة في قلبها من الحديد السائل، وقد تكون التيارات الكهربائية المتدفقة داخل النوى الخارجية للهيدروجين المعدني السائل في كوكب المشتري وزحل مصدراً لمجالاتها المغناطيسية، تتمركز المجالات المغناطيسية للأرض والمشتري وزحل بشكل جيد نسبياً داخل الكواكب المعنية، ويتم المحاذاة داخل حوالي 12 درجة من محاور دوران الكواكب، على النقيض من ذلك يمتلك أورانوس ونبتون مجالات مغناطيسية مائلة عن محاور دورانهما بمقدار 59 درجة و47 درجة على التوالي.

ما لا تعرفه عن مجال نبتون المغناطيسي:

إن المجال المغناطيسي لنبتون (والكواكب الأخرى) واضح جداً مع نهاية الساق والنهاية المقابلة في اتجاهات القطبين المغناطيسيين، تعمل الرياح الشمسية وهي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة كهربائياً التي تتدفق إلى الخارج من الشمس على تشويه هذا الشكل العادي وتضغطه على الجانب المواجه للشمس من الكوكب وتمدده إلى ذيل طويل في الاتجاه بعيداً عن الشمس، تقع الجسيمات المشحونة داخل المجال المغناطيسي في الغالب البروتونات والإلكترونات.

تسمى منطقة الفضاء التي يسيطر عليها المجال المغناطيسي لنبتون والجسيمات المشحونة الغلاف المغناطيسي لها، وبسبب الميل العالي للحقل المغناطيسي لنبتون فإن الجسيمات المحتجزة في الغلاف المغناطيسي تمر بشكل متكرر عبر مدارات الأقمار والحلقات، قد يتم امتصاص العديد من هذه الجسيمات بواسطة الأقمار والمواد الحلقية، مما يؤدي بشكل فعال إلى إفراغ جزء كبير من محتوى الجسيمات المشحونة من الغلاف المغناطيسي من الغلاف المغناطيسي.

والغلاف المغناطيسي لنبتون مأهول بعدد أقل من البروتونات والإلكترونات لكل وحدة حجم من أي كوكب عملاق آخر، بالقرب من الأقطاب المغناطيسية يمكن للجسيمات المشحونة في الغلاف المغناطيسي أن تنتقل على طول خطوط المجال المغناطيسي إلى الغلاف الجوي، وعندما تتصادم مع الغازات هناك فإنها تتسبب في تألق تلك الغازات، مما يؤدي إلى ظهور الشفق القطبي الكلاسيكي وإن كان ضعيفاً.

الهيكل الداخلي والتكوين لكوكب نبتون:

على الرغم من أن كثافة نبتون أقل بقليل من 30 في المائة من كثافة الأرض، إلا أنها الأكثر كثافة بين الكواكب العملاقة، هذا يعني أن نسبة أكبر من الجزء الداخلي لنبتون تتكون من الجليد الذائب والمواد الصخرية المنصهرة، مما هو الحال بالنسبة للكواكب العملاقة الأخرى.

إن توزيع العناصر والمركبات الثقيلة في كوكب نبتون غير معروف جيداً، تشير بيانات فوييجر 2 إلى أنه من غير المحتمل أن يكون لنبتون نواة داخلية مميزة من المواد الصخرية المنصهرة المحاطة بنواة خارجية من الجليد المذاب من الميثان والأمونيا والماء، كان الدوران البطيء نسبياً لمدة 16.11 ساعة التي تم قياسها بواسطة (Voyager) أطول بحوالي ساعة واحدة، مما كان متوقعاً من نموذج داخلي متعدد الطبقات.

وقد خلص العلماء إلى أن المركبات والعناصر الأثقل بدلاً من تكثيفها مركزياً قد تنتشر بشكل موحد تقريباً في جميع أنحاء الداخل من الكوكب، في هذا الصدد كما هو الحال في العديد من المجالات الأخرى يشبه نبتون أورانوس أكثر بكثير مما يشبه العملاقين الأكبر كوكب المشتري وزحل، قد لا يعني الجزء الكبير من الميزانية الحرارية الإجمالية لنبتون المستمدة من باطن الكوكب بالضرورة أن نبتون أكثر سخونة في مركزه من أورانوس.

قد تعمل الطبقات الطبقية المتعددة في الغلاف الجوي العميق لأورانوس على عزل المناطق الداخلية، مما يحصر داخل الكوكب الإشعاع الذي يهرب بسهولة أكبر من نبتون، يبدو أن صور أورانوس من الأرض بينما يقترب أورانوس من الاعتدال، وبالتالي عندما تبدأ الشمس في إلقاء الضوء على المناطق الاستوائية بشكل مباشر أكثر فإنها تُظهر جواً نشطاً بشكل متزايد.

علامات تطور كوكب نبتون:

في النموذج الأكثر شيوعًا لتكوين النظام الشمسي (نموذج نيس الذي سمي على اسم المدينة الفرنسية، حيث تم الافتراض لأول مرة) تدور الكواكب العملاقة الأربعة، (كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) بين حوالي 5 و17 وحدة فلكية (تبلغ الوحدة الفلكية الواحدة حوالي 150 مليون كيلومتر أي 93 مليون ميل وهو متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس)، كانت الكواكب في صدى مداري.

على سبيل المثال إذا كان نبتون في الرنين 3: 4 فإنه كل ثلاث مرات يدور نبتون حول الشمس يدور أورانوس في أربعة، تدور الكواكب في قرص من الكواكب الصغيرة وهي أجسام صغيرة خلفتها عملية تكوين النظام الشمسي، تسببت تفاعلات الجاذبية مع هذه الكواكب الصغيرة، والتي كانت عدة مئات منها بحجم الكوكب القزم بلوتو في إخراج الكواكب من رنينها المداري وزادت من انحراف مداراتها، أصبحت مدارات الكواكب غير مستقرة وهاجر زحل وأورانوس ونبتون إلى الخارج إلى مواقعهم الحالية.

وفي بعض عمليات المحاكاة يقوم أورانوس ونبتون بتبديل المواضع، (هاجر كوكب المشتري إلى الداخل قليلاً)، وتشتت القرص الكوكبي، مما تسبب في القصف الثقيل المتأخر، وهو حدث من الحفر الثقيل على الكواكب الأرضية الداخلية الذي حدث منذ حوالي أربعة مليارات سنة، تحولت بقايا صغيرة من القرص إلى حزام كويبر، وتم التقاط بعض الكواكب الصغيرة لتصبح كويكبات طروادة لنبتون.