كوكب المشتري (مادة موسّعة)

كوكب المشتري هو خامس كوكب من الشمس وهو إلى حد بعيد أكبر كوكب في المجموعة الشمسية أكثر من ضعف كتلة جميع الكواكب الأخرى مجتمعة.

خطوط ودوامات كوكب المشتري عبارة عن سحب باردة وعاصفة من الأمونيا والماء، تطفو في جو من الهيدروجين والهيليوم.

البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري هي عاصفة عملاقة أكبر من الأرض وقد اندلعت لمئات السنين.

 

كوكب المشتري محاط بعشرات الأقمار. يحتوي المشتري أيضًا على العديد من الحلقات

ولكن على عكس الحلقات الشهيرة لكوكب زحل، فإن حلقات المشتري باهتة جدًا وتتكون من الغبار وليس الجليد.

كوكب المشتري 

الاسم

كوكب المشتري ، كونه أكبر كوكب ، حصل على اسمه من ملك الآلهة الرومانية القديمة.

 

إمكانية الحياة

ربما لا تكون بيئة كوكب المشتري مواتية للحياة كما نعرفها.

من المرجح أن تكون درجات الحرارة والضغوط والمواد التي تميز هذا الكوكب شديدة للغاية ومتقلبة

بحيث يتعذر على الكائنات الحية التكيف معها.

 

في حين أن كوكب المشتري هو مكان غير محتمل لتترسخ فيه الكائنات الحية فإن الأمر نفسه لا ينطبق على بعض أقماره العديدة.

يوروبا هي واحدة من أكثر الأماكن احتمالا للعثور على الحياة في مكان آخر في نظامنا الشمسي.

هناك أدلة على وجود محيط شاسع تحت قشرته الجليدية، حيث يمكن دعم الحياة.

 

الحجم والمسافة

يبلغ قطر كوكب المشتري 43440.7 ميلاً (69.911 كيلومترًا)، وهو أكبر 11 مرة من الأرض.

إذا كانت الأرض بحجم نيكل ، لكان كوكب المشتري بحجم كرة السلة.

 

من مسافة متوسطة تبلغ 484 مليون ميل (778 مليون كيلومتر) ، يبعد كوكب المشتري 5.2 وحدة فلكية عن الشمس.

وحدة فلكية واحدة (مختصرة باسم AU) ، هي المسافة من الشمس إلى الأرض.

من هذه المسافة ، يستغرق ضوء الشمس 43 دقيقة للانتقال من الشمس إلى المشتري

 

المدار والدوران

كوكب المشتري لديه أقصر يوم في المجموعة الشمسية.

يستغرق يوم واحد على كوكب المشتري حوالي 10 ساعات فقط (الوقت الذي يستغرقه المشتري للدوران أو الدوران مرة واحدة)ظ

ويقوم المشتري بدورة كاملة حول الشمس (سنة بتوقيت جوفيان) في حوالي 12 سنة أرضية (4333 يومًا أرضيًا).

يميل خط الاستواء بالنسبة لمساره المداري حول الشمس بمقدار 3 درجات فقط.

هذا يعني أن كوكب المشتري يدور بشكل عمودي تقريبًا وليس له مواسم متطرفة مثل الكواكب الأخرى.

 

أقمار المشتري

 

كم قمر للمشتري ؟  أربعة أقمار كبيرة والعديد من الأقمار الأصغر ، يشكل كوكب المشتري نوعًا من النظام الشمسي المصغر.

كوكب المشتري لديه 80 قمرا. أعطى الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) 57 قمرًا أسماء رسمية. 23 قمرًا آخر في انتظار الأسماء.

 

تمت ملاحظة أكبر أربعة أقمار لكوكب المشتري  أيو ويوروبا وجانيميد وكاليستو لأول مرة من قبل عالم الفلك جاليليو جاليلي في عام 1610 باستخدام نسخة مبكرة من التلسكوب.

تُعرف هذه الأقمار الأربعة اليوم باسم الأقمار غاليليو  وهي من أكثر الوجهات الرائعة في نظامنا الشمسي.

آيو هو الجسم الأكثر نشاطًا بركانيًا في النظام الشمسي.

جانيميد هو أكبر قمر في المجموعة الشمسية (أكبر من كوكب عطارد).

تشير حفرات كاليستو القليلة جدًا الصغيرة إلى درجة صغيرة من النشاط السطحي الحالي.

قد يقع محيط الماء السائل مع مكونات الحياة تحت القشرة المجمدة لأوروبا، مما يجعله مكانًا مغريًا للاستكشاف.

 

حلقات المشتري

تم اكتشاف حلقات كوكب المشتري عام 1979 بواسطة مركبة الفضاء فوييجر 1 التابعة لناسا.

وكانت مفاجأة لأنها تتكون من جزيئات صغيرة داكنة يصعب رؤيتها إلا عندما تضيءها الشمس من الخلف.

تشير البيانات المأخوذة من مركبة جاليليو الفضائية إلى أن نظام حلقات المشتري.

قد يتشكل من الغبار المتصاعد عندما تصطدم النيازك بين الكواكب بالأقمار الداخلية الصغيرة للكوكب العملاق.

 

كيف تكوّن كوكب المشتري ؟

تشكل كوكب المشتري عندما تشكل باقي النظام الشمسي قبل حوالي 4.5 مليار سنة.

عندما سحبت الجاذبية الغاز والغبار الملتف إلى الداخل ليصبح هذا الغاز العملاق.

استحوذ المشتري على معظم الكتلة المتبقية بعد تكوين الشمس وانتهى به الأمر بأكثر من ضعف المادة المركبة للأجسام الأخرى في النظام الشمسي.

في الواقع ، يحتوي كوكب المشتري على نفس مكونات النجم ، لكنه لم ينمو بالقدر الكافي ليشتعل.

منذ حوالي 4 مليارات سنة، استقر كوكب المشتري في موقعه الحالي في النظام الشمسي الخارجي حيث إنه الكوكب الخامس من الشمس.

 

بنية كوكب المشتري 

يشبه تكوين كوكب المشتري تكوين الشمس، معظمه من الهيدروجين والهيليوم.

في أعماق الغلاف الجوي، يزداد الضغط ودرجة الحرارة، مما يؤدي إلى ضغط غاز الهيدروجين في سائل.

هذا يعطي المشتري أكبر محيط في النظام الشمسي – محيط مصنوع من الهيدروجين بدلاً من الماء.

يعتقد العلماء أنه في الأعماق ربما في منتصف الطريق إلى مركز الكوكب.

يصبح الضغط كبيرًا جدًا لدرجة أن الإلكترونات تنضغط من ذرات الهيدروجين، مما يجعل السائل موصلًا كهربائيًا مثل المعدن.

يُعتقد أن الدوران السريع لكوكب المشتري يقود التيارات الكهربائية في هذه المنطقة، ويولد المجال المغناطيسي القوي للكوكب.

لا يزال من غير الواضح ما إذا كان كوكب المشتري في أعماقه يحتوي على نواة مركزية من مادة صلبة أو ما إذا كان حساءًا سميكًا وحارًا وكثيفًا.

يمكن أن تصل إلى 90.032 درجة فهرنهايت (50000 درجة مئوية) أسفل هناك، مصنوعة في الغالب من معادن الحديد والسيليكات (على غرار الكوارتز).

 

سطح كوكب المشتري 

شكل كوكب المشتري كعملاق غازي، ليس للمشتري سطح حقيقي. الكوكب يحوم في الغالب من الغازات والسوائل.

في حين أنه لا يوجد مكان تهبط فيه المركبة الفضائية على كوكب المشتري

إلا أنها لن تكون قادرة على الطيران عبره سالمة أيضًا.

إن الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة العميقة داخل الكوكب تسحق وتذوب وتبخر المركبات الفضائية التي تحاول الطيران إلى الكوكب.

 

أجواء كوكب المشتري

شكل كوكب المشتري عبارة عن نسيج من العصابات والبقع السحابية الملونة.

من المحتمل أن يحتوي الكوكب الغازي على ثلاث طبقات سحابة متميزة في “سماواته”

والتي مجتمعة تمتد على حوالي 44 ميلاً (71 كيلومترًا).

من المحتمل أن تكون السحابة العلوية مصنوعة من جليد الأمونيا بينما تتكون الطبقة الوسطى على الأرجح من بلورات هيدرو كبريتيد الأمونيوم.

قد تكون الطبقة الأعمق مصنوعة من جليد الماء والبخار.

 

قد تكون الألوان الزاهية التي تراها في الحزم السميكة عبر كوكب المشتري

عبارة عن أعمدة من الغازات المحتوية على الكبريت والفوسفور تتصاعد من باطن الكوكب الأكثر دفئًا.

يؤدي الدوران السريع للمشتري  الذي يدور مرة كل 10 ساعات  إلى تيارات نفاثة قوية ويفصل غيومه إلى أحزمة داكنة ومناطق مشرقة عبر فترات طويلة.

مع عدم وجود سطح صلب لإبطائه، يمكن أن تستمر بقع كوكب المشتري لسنوات عديدة.

نتائج مسبار جونو التابع لوكالة ناسا

النتائج التي تم الحصول عليها من مسبار جونو التابع لوكالة ناسا والذي صدر في أكتوبر 2021

تقدم صورة أكمل لما يحدث تحت تلك الغيوم.

تُظهر البيانات المأخوذة من جونو أن الأعاصير الحلزونية للمشتري تكون أكثر دفئًا في الأعلى مع كثافة أقل في الغلاف الجوي بينما تكون أكثر برودة في الأسفل مع كثافة أعلى.

تكون الأعاصير المضادة ، التي تدور في الاتجاه المعاكس ، أكثر برودة في الأعلى ولكنها أكثر دفئًا في الأسفل.

تشير النتائج أيضًا إلى أن هذه العواصف أطول بكثير مما كان متوقعًا حيث يمتد بعضها 60 ميلاً

(100 كيلومتر) تحت قمم السحب والبعض الآخر بما في ذلك البقعة الحمراء العظيمة يمتد أكثر من 200 ميل (350 كيلومترًا).

يوضح هذا الاكتشاف المفاجئ أن الدوامات تغطي مناطق أبعد من تلك التي يتكثف فيها الماء وتتشكل السحب تحت العمق حيث يسخن ضوء الشمس الغلاف الجوي.

ارتفاع وحجم البقعة الحمراء العظيمة يعني أن تركيز كتلة الغلاف الجوي داخل العاصفة يمكن أن يكون قابلاً للاكتشاف عن طريق الأدوات التي تدرس مجال جاذبية المشتري.

أتاحت عمليتا طيران جونو القريبان فوق بقعة المشتري الأكثر شهرة الفرصة للبحث عن توقيع الجاذبية للعاصفة واستكمال النتائج الأخرى على عمقها.

 

بفضل بيانات الجاذبية الخاصة بهم.

تمكن فريق جونو من تقييد مدى البقعة الحمراء العظيمة على عمق حوالي 300 ميل (500 كيلومتر) تحت قمم السحابة.

 

الأحزمة، الأعاصير والأعاصير المضادة على كوكب المشتري

يشتهر كوكب المشتري بأحزمة ومناطق مميزة – عصابات بيضاء وحمراء من السحب تلتف حول الكوكب.

رياح شرقية – غربية قوية تتحرك في اتجاهات متعاكسة تفصل العصابات.

اكتشف جونو سابقًا أن هذه الرياح، أو التيارات النفاثة، تصل إلى أعماق تصل إلى 2000 ميل (حوالي 3200 كيلومتر).

لا يزال الباحثون يحاولون حل لغز كيفية تشكل التيارات النفاثة.

تكشف البيانات التي جمعها جونو خلال ممرات متعددة عن دليل واحد محتمل:

أن غاز الأمونيا في الغلاف الجوي ينتقل لأعلى ولأسفل في محاذاة ملحوظة مع التيارات النفاثة المرصودة.

تُظهر بيانات جونو أيضًا أن الأحزمة والمناطق تمر بمرحلة انتقالية تبلغ حوالي 40 ميلاً (65 كيلومترًا)

تحت السحب المائية لكوكب المشتري.

في الأعماق الضحلة تكون أحزمة المشتري أكثر إشراقًا في ضوء الميكروويف من المناطق المجاورة.

لكن في المستويات الأعمق ، تحت السحب المائية ، يكون العكس هو الصحيح – مما يكشف عن تشابه مع محيطاتنا.

اكتشف جونو سابقًا ترتيبات متعددة الأضلاع للعواصف الإعصارية العملاقة في كلا قطبي المشتري ثمانية مرتبة في نمط مثمن في الشمال وخمسة مرتبة في نمط خماسي في الجنوب.

بمرور الوقت ، قرر علماء البعثة أن هذه الظواهر الجوية مرنة للغاية ، وتبقى في نفس الموقع.

تشير بيانات Juno إلى أن هذه الأعاصير مثل الأعاصير على الأرض، تريد التحرك نحو القطبظ

لكن الأعاصير الموجودة في مركز كل قطب تدفعها للخلف.

يوضح هذا التوازن مكان تواجد الأعاصير والأرقام المختلفة في كل عمود.

 

الغلاف المغناطيسي للمشتري

الغلاف المغناطيسي للمشتري هو منطقة من الفضاء تتأثر بالمجال المغناطيسي القوي لكوكب المشتري.

يتنقل من 600000 إلى 2 مليون ميل (1 إلى 3 ملايين كيلومتر) باتجاه الشمس (سبعة إلى 21 ضعف قطر المشتري نفسه)

يتناقص التدريجي إلى ذيل على شكل شرغوف يمتد أكثر من 600 مليون ميل (1 مليار كيلومتر) خلف كوكب المشتري، بقدر مدار زحل.

تبلغ قوة المجال المغناطيسي الهائل لكوكب المشتري 16 إلى 54 مرة قوة المجال المغناطيسي للأرض.

يدور مع الكوكب ويكسح الجسيمات التي لها شحنة كهربائية.

بالقرب من الكوكب، يحبس المجال المغناطيسي أسرابًا من الجسيمات المشحونة ويسرعها إلى طاقات عالية جدًا.

مما يخلق إشعاعًا مكثفًا يقصف الأقمار الداخلية ويمكن أن يدمر المركبات الفضائية.

يتسبب المجال المغناطيسي لكوكب المشتري أيضًا في حدوث بعض الشفق القطبي الأكثر روعة في النظام الشمسي عند قطبي الكوكب.