الرئيسية
العمل/الترفيه
هل لأقمــــــــار المشــــــــــــتري نواة ؟؟
كان
السابر غاليليو قد حلق عام 1995 حول أقمار المشتري الأساسية الأربعة،
فأصبح لدى العلماء للمرة الأولى امكانية سبر باطن هذه الأقمار. متى اكتشفت
أقمار المشتري وماذا نعرف عنها؟
بينت
الدراسات الحديثة التي ارتكزت بشكل أساسي على السابر غاليليو أن أقمار
المشترى تتمغنط بتأثير الكوكب العملاق، وألقت ضوءاً جديداً على ولادة
الحقول المغنطيسية في قلب أقمار الكواكب. وكانت أقمار المشتري قد اكتشفت
عام 1610 على يد غاليليه بفضل منظاره، وهي أيو وأوروبا وغانيميد وكاليستو،
لكنها ظلت حتى وقت قريب غير معروفة بشكل جيد. وكان معلوماً لدى العلماء أن
أيو الأقرب إلى المشتري أكبر من القمر الأرضي بقليل، ويأتي بعده أوروبا
الأصغر ثم غانيميد الأكبر بينها وأخيراً على بعد نحو 8, 1 مليون كم
كاليستو. وفي عام 1979 كشفت المركبتان فواياجير 1 و 2 عن السطح الصلب لهذه
الأقمار التي يتراوح قطرها بين 1565 و2634 كم. وقد كشفت هذه الصور الأولى
عن التنوع الهائل للمشاهد على سطح هذه الأقمار وبخاصة النشاط المفرط على
إيو. فسطحه الصخري الحار فتي جداً ولا يتجاوز عمره عشرة ملايين سنة مما
يشهد على نشاط بركاني كثيف جداً، وهو حالياً فريد في المجموعة الشمسية،
ومن المرجح أن القمر الأرضي كان يشبهه كثيراً منذ نحو أربعة مليارات سنة.
أما الأقمار الثلاثة الأخرى فمغطاة بالجليد مثل المذنبات.وتدل تكسرات
الجليد الفتي على أوروبا على نشاط تكتوني. والأمر مماثل بالنسبة لغانيميد.
أما كاليستو فمكسو بآثار الصدم النيزكي مما يدل على أنه لم يتطور منذ
بداية تاريخ المنظومة الشمسية.
ماذا عن باطن هذه الأقمار؟ وهل كشفت الدراسات عن الصلة التي تربط المشتري بها؟
كان
باطن هذه الأقمار مجهولاً تماماً. فباستقراء الأرصاد الفلكية من أشعة
وعزوم أمكن معرفة الكتلة والحجم لكل منها وبالتالي كثافتها. وهي تتراوح من
3,5 لإيو إلى 1,7 لكاليستو. وفي المجموعة الشمسية هناك ثلاثة أصناف من
المواد الصلبة قابلة لتشكيل هذه الأقمار وفق هذه الكثافات. فانطلاقاً من
الأخف إلى الأثقل نجد أولاً الجليد الذي تقارب كثافته 1. ثم المواد
السيليكاتية مثل صخور القشرة الأرضية التي تصل كثافتها إلى نحو 3. وأخيراً
المواد المعدنية التي تتألف أساساً من الحديد والنيكل والكبريت، وتصل
كثافتها إلى نحو 8. فإذا كانت نسبة المعدن بالنسبة للسليكات ثابتة نسبياً
في المجموعة الشمسية فإن نسبة الجليديات فيها أكثر تغيراً. وهي تتعلق
بدرجة الحرارة والثقالة على السطح. فلقد فقد إيو مثلاً غلافه الجليدي كله
بسبب كثافته وبراكينه. ولهذا لا بد من معرفة كيف تطورت هذه الأقمار بدءاً
من مركباتها الثلاثة هذه. فهل بقيت هذه الأقمار متجانسة بعد فترة التشكل
أم أنها تشكلت وفق بنية داخلية وغلاف خارجي؟ ووفق هذه الفرضية الأخيرة يمر
الجسم بمرحلة انصهار كامل مما يؤدي بحسب دافعة أرخميدس إلى نزول العناصر
الثقيلة إلى باطن الجسم وصعود الأخف إلى الطبقات السطحية منه. وقد سمحت
الأجهزة على السابر غاليليو بدراسة هذه التحولات في تاريخ الأقمار. فقد
أمكن تحديد عزم عطالة كل منها مما يسمح بالولوج إلى كتلها الداخلية.
ما هي النتائج التي أسفر عنها تحليل معطيات السابر غاليليو؟
تبين
أولاً أن كاليستو وحده يملك عزم عطالة يوافق كرةمتجانسة.أما الأقمار
الثلاثة الأخرى فتملك نوى معدنية يتراوح قطرها بين 800 إلى 1000 كم، مما
يعنى أن كل قمر منها كان قد انصهر كلياً في بداية تاريخه.والنواة المعدنية
تعني امكانية حقل مغنطيسي.وقد تبين فعلاً ان أقمار المشتري هذه تسبح فعلاً
في حقول مغنطيسية بعكس كافة الكواكب ذات الحقول المغنطيسية الخارجية شبه
المهملة.وعلى الرغم من اختلاف التفسير حول أصول هذه الحقول المغنطيسية،
لكن بات من الثابت أن لإيو وغانيميد حقلين مغنطيسيين مولدين في حين أن
أوروبا يملك حقلاً اضعف منهما بكثير.والمرجح أن الحقل على أوروبا ثنائي
القطب، كما هو الحال على نبتون.وفي كافة الأحوال يثبت ذلك وجود مولدين
نشطين داخل جسمين صغيرين في المجموعة الشمسية.وحتى الآن كان عطارد هو
الكوكب الصغير الوحيد الأصغر من الأرض الذي كان يحقق هذا الأمر. فالقمر
الأرضي والزهرة والمريخ ليس لهم حقل مغنطيسي داخلي على الرغم من امتلاكهم
لكتل معدنية مركزية أكبر من نواة إيو أو غانيميد.
ما هي نتائج هذه الدراسات على معرفتنا عن المجموعة الشمسية؟
تلقي
هذه النتائج ضوءاً هاماً على فيزياء أثر المحرك الداخلي الذي لا تزال
معلوماتنا عنه قليلة جداً بالنسبة لأجسام المجموعة الشمسية. ويبين حقلا
إيو وغانيميد اللذان يبدو أن حقل المشتري يغذيهما كيف يمكن لمولِّد أن
ينطلق بتأثير حقل داخلي. وتدعم هذه النتائج العلماء المختصين بالحقول
المغنطيسية القديمة في المجموعة الشمسية والذين يقولون إن القمر أو المريخ
كانا يملكان مولداً نشيطاً في بداياتهما. ويشير تحليل نيزكين أصلهما من
المريخ إلى وجود مولد قديم في المريخ. ويعتقد بعضهم أن ذلك كان شرطاً
ضرورياً للحياة على الكوكب. فالحقل المغنطيسي يحمي الكوكب من الأشعة
الكونية ويحفظ شروطاً ملائمة عليه للحياة.ولهذا ينتظر العلماء أكثر فأكثر
دراسة عينات مأخوذة مباشرة من سطح المريخ.وقد بينت الأبحاث التي اجرتها
المركبة باثفايندر على سطح المريخ مباشرة وجود كثافة عالية بالجزيئات
الممغنطة على السطح، إنما لم يتم قياس مغنطة الصخور. ويبدو أن فرضية وجود
مغنطة عالية لبعض صخور المريخ قد أثبتت مؤخراً من خلال اكتشاف تشابهات
مغنطيسية كبيرة عند الاقتراب المؤخر للسابر "غلوبل سورفيور" من المريخ على
بعد نحو 170 كم. أما الصخور القمرية التي حملتها المركبة أبولو فهي ممغنطة
بشدة. ولا يمكن تفسير القيم المقاسة إلا بوجود حقل مغنطيسي قديم على القمر
من رتبة 10ميكروتسلا، أي أكبر بعشرة آلاف مرة من الحقل المغنطيسي القمري
الحالي، وذلك في فترة ابترادها منذ نحو أربعة مليارات سنة.ويفسر ذلك وفق
النظريات الحديثة لتشكل القمر بانه كان في ذلك الوقت قريباً جداً من الأرض
بحيث لم يكن يفصل نواتي الجسمين سوى نحو أربعة أمثال القطر الأرضي. وبما
أن القمر كان شبه منصهر فقد كان نقل الطاقة ممكناً بين الكتلتين وفعالاً
جداً.وهكذا ربما كان الحقل المغنطيسي الأرضي قد أثر على القمر كما هو
الحال بالنسبة للمشتري وقمره إيو.وينتظر العلماء من السابر كاسيني ـ هيغنز
أن يضيف إلى هذه المعلومات الكثير حول قمر زحل تايتان.
كوكب المشتري
إيــــــــو
هو أقرب التوابع الغاليلية إلى المشتري، ولذلك فهو يظهر في هذه الصورة
قريباً للغاية من الكوكب العملاق، حيث يبعد عنه حوالي 422 ألف كيلومتر.
وإيو أكبر من قمر الأرض بقليل، وهو ثالث أكبر تابع للمشتري بعد غانيميد
وكاليستو. ويتميز هذا التابع بأنه أنشط الأجرام جيولوجياً في المجموعة
الشمسية وأكثرها احتواءً على النشاط البركاني، كما سجلت عليه أعلى درجة
حرارة في المجموعة الشمسية (ما عدا الشمس)
يوروبا
هو ثاني الأقمار الغاليلية بعداً عن المشتري وهو أصغرها حجماً. ويتألف هذا
التابع من سطح جليدي ساطع اللون، ويتوقع العلماء وجود محيطات واسعة من
الماء تحت هذا الغطاء الجليدي. ولكن هل هناك حياة تحت السطح الجليدي
ليوروبا؟ يعتقد البعض بأن هذه المحيطات المائية الغنية بالكربون قد تمتلك
أكبر فرصة لوجود الحياة خارج الأرض في المجموعة الشمسية. التقطت هذه
الصورة من فويجر في عام 1979. كما أظهر تلسكوب هبل وجود غلاف جوي رقيق من
الأوكسجين لهذا التابع.
غانيميد
هو أكبر توابع المشتري وأكبر التوابع في المجموعة الشمسية على الإطلاق، بل
إنه يفوق في حجمه بعض الكواكب، فهو أكبر من عطارد وبلوتو. وقد كان من
المعتقد أن هذا التابع لا يمتلك غلافاً جوياً. إلا أن تلسكوب هبل الفضائي
كشف عن وجود طبقة من الأوزون بكميات قليلة بالمقارنة مع الأرض. ويعني ذلك
أن الأوكسجين يتواجد في غلافه الجوي. ويعتقد بأن مكونات الماء قد انفصلت
بتأثير الإشعاع، وتطاير الهيدروجين الخفيف في حين بقي الأوكسجين في الغلاف
الجوي نظراً لأنه أثقل.
كان
السابر غاليليو قد حلق عام 1995 حول أقمار المشتري الأساسية الأربعة،
فأصبح لدى العلماء للمرة الأولى امكانية سبر باطن هذه الأقمار. متى اكتشفت
أقمار المشتري وماذا نعرف عنها؟
بينت
الدراسات الحديثة التي ارتكزت بشكل أساسي على السابر غاليليو أن أقمار
المشترى تتمغنط بتأثير الكوكب العملاق، وألقت ضوءاً جديداً على ولادة
الحقول المغنطيسية في قلب أقمار الكواكب. وكانت أقمار المشتري قد اكتشفت
عام 1610 على يد غاليليه بفضل منظاره، وهي أيو وأوروبا وغانيميد وكاليستو،
لكنها ظلت حتى وقت قريب غير معروفة بشكل جيد. وكان معلوماً لدى العلماء أن
أيو الأقرب إلى المشتري أكبر من القمر الأرضي بقليل، ويأتي بعده أوروبا
الأصغر ثم غانيميد الأكبر بينها وأخيراً على بعد نحو 8, 1 مليون كم
كاليستو. وفي عام 1979 كشفت المركبتان فواياجير 1 و 2 عن السطح الصلب لهذه
الأقمار التي يتراوح قطرها بين 1565 و2634 كم. وقد كشفت هذه الصور الأولى
عن التنوع الهائل للمشاهد على سطح هذه الأقمار وبخاصة النشاط المفرط على
إيو. فسطحه الصخري الحار فتي جداً ولا يتجاوز عمره عشرة ملايين سنة مما
يشهد على نشاط بركاني كثيف جداً، وهو حالياً فريد في المجموعة الشمسية،
ومن المرجح أن القمر الأرضي كان يشبهه كثيراً منذ نحو أربعة مليارات سنة.
أما الأقمار الثلاثة الأخرى فمغطاة بالجليد مثل المذنبات.وتدل تكسرات
الجليد الفتي على أوروبا على نشاط تكتوني. والأمر مماثل بالنسبة لغانيميد.
أما كاليستو فمكسو بآثار الصدم النيزكي مما يدل على أنه لم يتطور منذ
بداية تاريخ المنظومة الشمسية.
ماذا عن باطن هذه الأقمار؟ وهل كشفت الدراسات عن الصلة التي تربط المشتري بها؟
كان
باطن هذه الأقمار مجهولاً تماماً. فباستقراء الأرصاد الفلكية من أشعة
وعزوم أمكن معرفة الكتلة والحجم لكل منها وبالتالي كثافتها. وهي تتراوح من
3,5 لإيو إلى 1,7 لكاليستو. وفي المجموعة الشمسية هناك ثلاثة أصناف من
المواد الصلبة قابلة لتشكيل هذه الأقمار وفق هذه الكثافات. فانطلاقاً من
الأخف إلى الأثقل نجد أولاً الجليد الذي تقارب كثافته 1. ثم المواد
السيليكاتية مثل صخور القشرة الأرضية التي تصل كثافتها إلى نحو 3. وأخيراً
المواد المعدنية التي تتألف أساساً من الحديد والنيكل والكبريت، وتصل
كثافتها إلى نحو 8. فإذا كانت نسبة المعدن بالنسبة للسليكات ثابتة نسبياً
في المجموعة الشمسية فإن نسبة الجليديات فيها أكثر تغيراً. وهي تتعلق
بدرجة الحرارة والثقالة على السطح. فلقد فقد إيو مثلاً غلافه الجليدي كله
بسبب كثافته وبراكينه. ولهذا لا بد من معرفة كيف تطورت هذه الأقمار بدءاً
من مركباتها الثلاثة هذه. فهل بقيت هذه الأقمار متجانسة بعد فترة التشكل
أم أنها تشكلت وفق بنية داخلية وغلاف خارجي؟ ووفق هذه الفرضية الأخيرة يمر
الجسم بمرحلة انصهار كامل مما يؤدي بحسب دافعة أرخميدس إلى نزول العناصر
الثقيلة إلى باطن الجسم وصعود الأخف إلى الطبقات السطحية منه. وقد سمحت
الأجهزة على السابر غاليليو بدراسة هذه التحولات في تاريخ الأقمار. فقد
أمكن تحديد عزم عطالة كل منها مما يسمح بالولوج إلى كتلها الداخلية.
ما هي النتائج التي أسفر عنها تحليل معطيات السابر غاليليو؟
تبين
أولاً أن كاليستو وحده يملك عزم عطالة يوافق كرةمتجانسة.أما الأقمار
الثلاثة الأخرى فتملك نوى معدنية يتراوح قطرها بين 800 إلى 1000 كم، مما
يعنى أن كل قمر منها كان قد انصهر كلياً في بداية تاريخه.والنواة المعدنية
تعني امكانية حقل مغنطيسي.وقد تبين فعلاً ان أقمار المشتري هذه تسبح فعلاً
في حقول مغنطيسية بعكس كافة الكواكب ذات الحقول المغنطيسية الخارجية شبه
المهملة.وعلى الرغم من اختلاف التفسير حول أصول هذه الحقول المغنطيسية،
لكن بات من الثابت أن لإيو وغانيميد حقلين مغنطيسيين مولدين في حين أن
أوروبا يملك حقلاً اضعف منهما بكثير.والمرجح أن الحقل على أوروبا ثنائي
القطب، كما هو الحال على نبتون.وفي كافة الأحوال يثبت ذلك وجود مولدين
نشطين داخل جسمين صغيرين في المجموعة الشمسية.وحتى الآن كان عطارد هو
الكوكب الصغير الوحيد الأصغر من الأرض الذي كان يحقق هذا الأمر. فالقمر
الأرضي والزهرة والمريخ ليس لهم حقل مغنطيسي داخلي على الرغم من امتلاكهم
لكتل معدنية مركزية أكبر من نواة إيو أو غانيميد.
ما هي نتائج هذه الدراسات على معرفتنا عن المجموعة الشمسية؟
تلقي
هذه النتائج ضوءاً هاماً على فيزياء أثر المحرك الداخلي الذي لا تزال
معلوماتنا عنه قليلة جداً بالنسبة لأجسام المجموعة الشمسية. ويبين حقلا
إيو وغانيميد اللذان يبدو أن حقل المشتري يغذيهما كيف يمكن لمولِّد أن
ينطلق بتأثير حقل داخلي. وتدعم هذه النتائج العلماء المختصين بالحقول
المغنطيسية القديمة في المجموعة الشمسية والذين يقولون إن القمر أو المريخ
كانا يملكان مولداً نشيطاً في بداياتهما. ويشير تحليل نيزكين أصلهما من
المريخ إلى وجود مولد قديم في المريخ. ويعتقد بعضهم أن ذلك كان شرطاً
ضرورياً للحياة على الكوكب. فالحقل المغنطيسي يحمي الكوكب من الأشعة
الكونية ويحفظ شروطاً ملائمة عليه للحياة.ولهذا ينتظر العلماء أكثر فأكثر
دراسة عينات مأخوذة مباشرة من سطح المريخ.وقد بينت الأبحاث التي اجرتها
المركبة باثفايندر على سطح المريخ مباشرة وجود كثافة عالية بالجزيئات
الممغنطة على السطح، إنما لم يتم قياس مغنطة الصخور. ويبدو أن فرضية وجود
مغنطة عالية لبعض صخور المريخ قد أثبتت مؤخراً من خلال اكتشاف تشابهات
مغنطيسية كبيرة عند الاقتراب المؤخر للسابر "غلوبل سورفيور" من المريخ على
بعد نحو 170 كم. أما الصخور القمرية التي حملتها المركبة أبولو فهي ممغنطة
بشدة. ولا يمكن تفسير القيم المقاسة إلا بوجود حقل مغنطيسي قديم على القمر
من رتبة 10ميكروتسلا، أي أكبر بعشرة آلاف مرة من الحقل المغنطيسي القمري
الحالي، وذلك في فترة ابترادها منذ نحو أربعة مليارات سنة.ويفسر ذلك وفق
النظريات الحديثة لتشكل القمر بانه كان في ذلك الوقت قريباً جداً من الأرض
بحيث لم يكن يفصل نواتي الجسمين سوى نحو أربعة أمثال القطر الأرضي. وبما
أن القمر كان شبه منصهر فقد كان نقل الطاقة ممكناً بين الكتلتين وفعالاً
جداً.وهكذا ربما كان الحقل المغنطيسي الأرضي قد أثر على القمر كما هو
الحال بالنسبة للمشتري وقمره إيو.وينتظر العلماء من السابر كاسيني ـ هيغنز
أن يضيف إلى هذه المعلومات الكثير حول قمر زحل تايتان.
كوكب المشتري
إيــــــــو
هو أقرب التوابع الغاليلية إلى المشتري، ولذلك فهو يظهر في هذه الصورة
قريباً للغاية من الكوكب العملاق، حيث يبعد عنه حوالي 422 ألف كيلومتر.
وإيو أكبر من قمر الأرض بقليل، وهو ثالث أكبر تابع للمشتري بعد غانيميد
وكاليستو. ويتميز هذا التابع بأنه أنشط الأجرام جيولوجياً في المجموعة
الشمسية وأكثرها احتواءً على النشاط البركاني، كما سجلت عليه أعلى درجة
حرارة في المجموعة الشمسية (ما عدا الشمس)
يوروبا
هو ثاني الأقمار الغاليلية بعداً عن المشتري وهو أصغرها حجماً. ويتألف هذا
التابع من سطح جليدي ساطع اللون، ويتوقع العلماء وجود محيطات واسعة من
الماء تحت هذا الغطاء الجليدي. ولكن هل هناك حياة تحت السطح الجليدي
ليوروبا؟ يعتقد البعض بأن هذه المحيطات المائية الغنية بالكربون قد تمتلك
أكبر فرصة لوجود الحياة خارج الأرض في المجموعة الشمسية. التقطت هذه
الصورة من فويجر في عام 1979. كما أظهر تلسكوب هبل وجود غلاف جوي رقيق من
الأوكسجين لهذا التابع.
غانيميد
هو أكبر توابع المشتري وأكبر التوابع في المجموعة الشمسية على الإطلاق، بل
إنه يفوق في حجمه بعض الكواكب، فهو أكبر من عطارد وبلوتو. وقد كان من
المعتقد أن هذا التابع لا يمتلك غلافاً جوياً. إلا أن تلسكوب هبل الفضائي
كشف عن وجود طبقة من الأوزون بكميات قليلة بالمقارنة مع الأرض. ويعني ذلك
أن الأوكسجين يتواجد في غلافه الجوي. ويعتقد بأن مكونات الماء قد انفصلت
بتأثير الإشعاع، وتطاير الهيدروجين الخفيف في حين بقي الأوكسجين في الغلاف
الجوي نظراً لأنه أثقل.
كاليستو
التقطت
هذه الصورة للتابع كاليستو من قبل فويجر 1 في عام 1979.وكاليستو أصغر
بقليل من غانيميد، فهو بحجم عطارد تقريباً، وهو ثالث التوابع حجماً في
المجموعة الشمسية بعد غانيميد وتايتان. ويتشكل من بنسبة 60% من الصخور
والحديد و40% من الجليد. ويبدو سطح كاليستو مشابهاً لسطح غانيميد نوعاً
ما، فهو يحتوي على مساحات قاتمة مؤلفة من الصخور المتجمدة الغنية بالماء،
ومساحات فاتحة تمثل الفوهات النيزكية. ويتألف معظم غلافه الجوي من ثاني
أكسيد الكربون..
....................
» النتائج الإمتحانية
» العناصر المشعة وهجرة اليورانيوم في صخور الجرافيت؟؟؟
» جيولوجية الجوهورية العربية السورية
» وزارة الخارجية توافق على إحداث مكتب إقليمي للمكية الفكرية ترأسه الأستاذة آمال تادروس تلغراف
» اسرائيل تمنع التواصل بين أبناء الجولان السوري المحتل والوطن الأم خلال حفل ختام حملة دعم الجولان في اللاذقية
» ملخص الصخور(1)
» بدعم رسمي وشعبي وعلى مسرح دار الأسد للثقافة باللاذقية إطلاق الدورة الثانية من الحملة الاهلية لدعم الجولان المحتل
» نقلة نوعية لطلاب قسم الجيولوجيا ؟؟؟؟؟
» مــن أيــن تاتي مـلـوحــة مياه الـبـحــر؟