مشتری تقریباً از هر نظر بر منظومه شمسی سلطه دارد، اما شگفتانگیزترین ویژگی آن از دید چشم پنهان است. پیرامون این غول گازی حبابی عظیم از میدان مغناطیسی و گاز باردار الکتریکی قرار دارد که «مغناطکره» نامیده میشود؛ بزرگترین ساختار در سراسر منظومه شمسی. فضاپیمای جونو متعلق به ناسا از زمان رسیدن به مشتری، به درون این غول نامرئی سفر کرده، میدانهای آن را اندازهگیری کرده و نمایشهای تماشایی نورهای قطبی آن را با جزئیاتی بیسابقه مشاهده کرده است. یافتههای این مأموریت درک ما از فرایندهای حاکم بر سیارات غولپیکر را دگرگون میکند.
مغناطکره مشتری چیست؟
میدان مغناطیسی مشتری نیرومندترین میدان در میان سیارات منظومه شمسی است و تنها میدان خود خورشید از آن قویتر به شمار میرود. این میدان بر ناحیه گستردهای تسلط دارد و از مدار قمرهای مشتری نیز فراتر میرود. ذرات باردار الکتریکی که در این ناحیه جریان دارند، شتاب میگیرند. بیشتر این ذرات که یونیده شده و بهوسیله میدان به دام افتادهاند، از گازهای آتشفشانی فورانکننده از قمر ناآرام مشتری، آیو سرچشمه میگیرند.
پلاسما؛ ماده سازنده مغناطکره
مغناطکره از پلاسما پر شده است؛ گازی باردار الکتریکی که از الکترونها و یونهای آزادانه در حال حرکت تشکیل شده است. پلاسما حالتی متمایز از ماده است و بهعنوان رایجترین شکل ماده، بیش از 99 درصد جهان مرئی را تشکیل میدهد. این ماده در ستارگان و همچنین در رشتههای رقیق گازی که خلأ میان آنها را پر میکنند وجود دارد.
پلاسما زمانی شکل میگیرد که اتمها الکترونهای خود را از دست میدهند و نوعی مخلوط باردار الکتریکی ایجاد میشود. این فرایند درون خود مشتری رخ میدهد؛ جایی که فشار عظیم و دماهای سوزان، الکترونها را از اتمها جدا میکنند. در فضا، الکترونهای سرگردان و پرسرعت با برخورد به اتمهای خنثی، آنها را یونیده میکنند و نور فرابنفش نیز به شکل فوتونهای پرانرژی میتواند گازها را یونیده کند. از آنجا که پلاسما باردار الکتریکی است، به میدانهای الکتریکی و مغناطیسی واکنش نشان میدهد. میدان مغناطیسی مشتری، پلاسما را درون مغناطکره محصور کرده و آن را در فضا پمپاژ میکند؛ فرایندی که شفقهای قطبی، کمربندهای تابشی و سیگنالهای رادیویی این سیاره را پدید میآورد.
ابعاد شگفتانگیز مغناطکره مشتری
مقیاس مغناطکره مشتری بهسادگی قابل درک نیست. این ساختار بهطور میانگین حدود 5.3 میلیون کیلومتر پهنا دارد؛ تقریباً 150 برابر پهنتر از خود مشتری و نزدیک به 15 برابر پهنتر از خورشید. در بیشترین گستره خود، این ساختار حدود 21 میلیون کیلومتر امتداد مییابد. اگر مغناطکره از زمین قابل مشاهده بود، در آسمان شب ما به بزرگی ماه دیده میشد.
شکل این ساختار نیز چشمگیر است. باد خورشیدی که از ذرات باردارِ پرتابشده از خورشید تشکیل شده، از کنار مشتری عبور کرده و مغناطکره را به شکل قطره اشک درمیآورد. دنباله این ساختار تا مدار زحل امتداد مییابد؛ نقطهای که دو برابر دورتر از خورشید نسبت به خود مشتری است.
موتور پنهان زیر ابرهای مشتری
مشتری نیز مانند خورشید تقریباً بهطور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. جاذبه عظیم این سیاره فشار شدیدی به درون وارد میکند و هیدروژن را چنان فشرده میسازد که به مایعی رسانا تبدیل میشود. این سیال رسانا و در حال تلاطم، موتور ایجادکننده میدان مغناطیسی مشتری است.
مشتری زمانی شکل گرفت که گاز و غبار باقیمانده از تولد خورشید در کرهای بزرگ گرد آمدند. گرانش خود سیاره باعث انقباض آن شد و چهارونیم میلیارد سال بعد، مشتری هنوز در حال کوچکشدن است. با انقباض سیاره، ماده درون آن متلاطم شده و اصطکاک و گرما ایجاد میکند. مشتری گرمای بیشتری از آنچه از خورشید جذب میکند، تابش میکند و همین حرکت همزننده درون داغ سیاره است که میدان مغناطیسی آن را پدید میآورد.
این سیاره با سرعت زیادی نیز میچرخد — هر 10 ساعت یکبار — و میدان مغناطیسی خود را به همراه میکشد و جریانهای الکتریکی نیرومندی ایجاد میکند. این دادههای ارزشمند مسیر را برای شناخت دقیقتر ترکیب سیارات فراوارشهای و شرایط فیزیکی حاکم بر غولهای گازی در کهکشان هموار میسازد.
