جونو به صدای رادیویی ماه آتشفشانی مشتری آیو گوش می‌دهد!!

خطوط چند رنگ در این تصویر نشان دهنده خطوط میدان مغناطیسی است که مدار آیو را با جو مشتری پیوند می‌دهند. امواج رادیویی از منبع خارج شده و در امتداد دیواره‌های یک مخروط توخالی (منطقه خاکستری) منتشر می‌شوند.  مدار جونو، با خط سفید عبوری از مخروط نشان داده می‌شود، هنگامی که به خاطر چرخش مشتری مخروط روی فضاپیما قرار می‌گیرد، جونو سیگنال را دریافت می‌کند. شبیه پرتو یک چراغ قوه که فقط یک حلقه از نور را به جای پرتوی کامل ساطع می‌کند. دانشمندان جونو سپس انتشار رادیویی شناسایی شده را به فرکانسی در محدوده شنیداری گوش انسان ترجمه می‌کنند. اعتبار: ناسا / GSFC / جی فریدلندر

ابزار موج جونو برای یافتن مکانهای دقیق آنها، به امواج رادیوئی حاصل از میدان مغناطیسی عظیم مشتری “گوش” داد.

محققان با استفاده از فضاپیمای جونوی ناسا با گوش دادن به باران الکترونهایی که از قمر کاملاً آتشفشانی آیو به مشتری می‌ریزد، کشف کرده‌اند که چه چیزی باعث انتشار امواج رادیویی قدرتمند در میدان مغناطیسی غول‌پیکر سیاره غول‌پیکر می‌شود. یافته جدید رفتار میدانهای مغناطیسی عظیم تولید شده توسط سیارات غول گازی مانند مشتری را روشن می‌کند.

مشتری دارای بزرگترین، قدرتمندترین میدان مغناطیسی در میان تمام سیارات منظومه شمسی است  که حدود 20 هزار برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. باد خورشیدی، جریانی از ذرات دارای بار الکتریکی و میدانهای مغناطیسی که دائماً از خورشید می‌وزند ، ارسال می‌کند. بسته به شدت وزش باد خورشیدی، میدان مغناطیسی مشتری می‌تواند به اندازه دو میلیون مایل (3.2 میلیون کیلومتر) به سمت خورشید گسترش یابد و بیش از 600 میلیون مایل (بیش از 965 میلیون کیلومتر) از خورشید تا مدار زحل فاصله داشته باشد.

مشتری دارای چندین قمر بزرگ است که در داخل میدان مغناطیسی عظیم خود می‌چرخد​​ و آیو نزدیکترین آنها است. آیو درگیر یک گرانش بین مشتری و دو همسایه دیگر از این قمرهای بزرگ است که گرمای داخلی ایجاد می‌کند که صدها فوران آتشفشانی را در سطح آن تولید می‌کند.

این آتشفشان ها به طور دسته جمعی در هر ثانیه یک تن مواد (گازها و ذرات) را در فضای نزدیک مشتری آزاد می‌کنند. مقداری از این مواد به یونها و الکترونهای دارای بار الکتریکی تقسیم شده و به سرعت توسط میدان مغناطیسی مشتری گرفته می‌شود. همزمان با عبور میدان مغناطیسی مشتری از آیو، الکترونهای قمر در امتداد میدان مغناطیسی به سمت قطبهای مشتری شتاب می‌گیرند. در طول مسیر خود، این الکترونها امواج رادیویی “بدون فشار” را تولید می‌کنند (اصطلاحاً انتشارات رادیویی بدون قطعه یا DAM). ابزار موجی جونو می‌تواند به این انتشار رادیویی که باران الکترونی ایجاد می کنند “گوش” دهد.

محققان از داده‌های موجی جونو برای شناسایی مکانهای دقیق در میدان مغناطیسی گسترده مشتری استفاده کردند (از آنجا که این انتشارات رادیویی آغاز شده است). این مکانها جایی است که شرایط برای تولید امواج رادیویی مناسب است. طبق گفته تیم، آنها قدرت میدان مغناطیسی مناسب و چگالی مناسب الکترونها را دارند (نه زیاد و نه خیلی کم).

این تصویر پردازش شده از آیو توسط افق‌های نو ستون آتشفشان Tvashtar نزدیک قطب شمال آیو به ارتفاع 290 ​​کیلومتر (180 مایل) را نشان می‌دهد. همچنین ستون بسیار كوچكتر آتشفشان Prometheus در جهت ساعت 9 قابل مشاهده است. ستون آتشفشان Masubi به صورت یک تکه روشن نامنظم در قسمت پایین دیده می‌شود. اعتبار: NASA / JHUAPL / SwRI

یاسمینا مارتوس از مرکز پروازهای فضایی گوددارد ناسا در گرینبلت، مریلند و دانشگاه مریلند، کالج گفت: “انتشار رادیویی به احتمال زیاد ثابت است، اما جونو برای گوش دادن به آن باید در نقطه مناسب باشد.”

امواج رادیویی از سرچشمه در امتداد دیواره‌های یک مخروط توخالی خارج می‌شوند که با قدرت و شکل میدان مغناطیسی مشتری هم تراز شده و توسط آن کنترل می‌شود. جونو تنها هنگامی سیگنال را دریافت می‌کند که چرخش مشتری مخروط را روی فضاپیما قرار می‌دهد، به همین ترتیب چراغ فانوس دریایی برای مدت کوتاهی به کشتی در دریا می‌تابد.

داده‌های جونو به تیم اجازه داد محاسبه کنند که انرژی الکترونهای تولید کننده امواج رادیویی بسیار بالاتر از آنچه می‌باشد که قبلاً تخمین زده شده بود. همچنین، الکترونها لزوماً از یک قمر آتشفشانی بیرون نمی‌آیند. به گفته تیم، به عنوان مثال، آنها می‌توانند در میدان مغناطیسی سیاره (مگنتوسفر) باشند یا از خورشید به عنوان بخشی از باد خورشیدی آمده باشند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Juno tunes into radio noise triggered by Jupiter’s volcanic moon Io

by Bill Steigerwald, NASA

https://phys.org/news/2021-07-juno-tunes-radio-noise-triggered.html