بالتأكيد أولئك الذين شاهدوا مرة واحدة على الأقل في الشفق القطبي الشمالي (أو الجنوبي) بأعينهم سيقولون إن هذا مجرد مشهد رائع. معجزة الطبيعة على نطاق الكواكب ، وهي ظاهرة عظمى يمكن للشخص أن يلاحظها على الأرض بالعين المجردة. توهج الجو على ارتفاعات على بعد مئات الآلاف من الكيلومترات ملون وديناميكي لدرجة أنه يعطي انطباعًا عن شيء حي ، متحرك ، يتنفس ...
ولكن هل يمكن أن يتباهى كوكبنا فقط بهذا المشهد الكبير؟ هل يمكن ، إن لم يكن السكان الأصليون ، ثم المستعمرون في المستقبل ، على سبيل المثال ، المريخ أو أقمار المشتري ، مراقبة شيء من هذا القبيل؟
ما الذي يتطلبه ظهور الشفق على أي كوكب؟
بحكم التعريف ، الشفق القطبي هو تلألؤ الطبقات العليا في الغلاف الجوي للكواكب ذات الغلاف المغناطيسي بسبب تفاعلها مع جسيمات الرياح الشمسية المشحونة.
لذلك نحن بحاجة:
1. الرياح الشمسية ، وهي تيار من الجسيمات المشحونة - البروتونات والإلكترونات ونواة الهيليوم ، وما إلى ذلك - هناك دائمًا في النظام الشمسي بأكمله.
الكواكب أو أقمارها الصناعية:
2. الغلاف الجوي مع ذرات الرياح الشمسية التي سوف تتفاعل.
3. مجال مغناطيسي يوجه الجسيمات المشحونة إلى منطقة معينة من الكوكب (وليس بالضرورة إلى القطبية ، - يمكن أن تكون الزاوية بين المحور المغناطيسي ومحور دوران الكوكب مهمة.)
دعونا نرى كيف يعمل على الأرض.
الأرض
يمكن اعتبار الأرض مغنطيسًا كبيرًا ، يقع القطب الجنوبي بالقرب من القطب الجغرافي الشمالي ، ويقع الشمال بالقرب من الجنوب. يتم ضغط الخطوط المغنطيسية الأرضية للأرض قليلاً من جانب الشمس بسبب ضغط الرياح الشمسية ويتم سحبها في الاتجاه المعاكس ، لتشكيل ذيل مغنطيسي أرضي على الأرض.
وكيف تتصرف جزيئات الرياح الشمسية عند التفاعل مع الغلاف المغناطيسي للكوكب؟ - في الفضاء القريب من الأرض ، يحدث كل شيء كما هو الحال مع طائرة الأسرع من الصوت. - يعمل تدفق الرياح الشمسية بسرعة تفوق سرعة الصوت (400-700 كم \ ثانية) على الغلاف المغناطيسي للكوكب ، مما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بموجة صدمة الرأس. - (تبلغ سرعة الرياح الشمسية في مدار الأرض حوالي 10 أضعاف سرعة الصوت في بلازما الأرض القريبة.)
وبالتالي فإن موجة الصدمة الرأسية تشكل عقبة مغناطيسية تنحرف عن جزيئات الرياح الشمسية المشحونة على طول مسارات حول الكوكب. أثناء الطيران عليها ، تتدفق معظم الجسيمات المشحونة ببساطة حول الغلاف المغناطيسي.
يقع جزء من البلازما الشمسية في الفخاخ المغناطيسية للأحزمة الإشعاعية للأرض - من الصعب على الجسيمات المشحونة أن تتحرك عبر خطوط القوة وأنها ببساطة تلتف حولها ويمكن أن تتدلى من القطب إلى القطب لعقود.
ولا يزال جزء منه يخترق بحرية الأيونوسفير القطبي من خلال نقاط التقاء القطبية - وهي مناطق على شكل قمع تتسع من الأرض إلى الحالة المغناطيسية ، نتيجة تفاعل الرياح الشمسية والحقل المغناطيسي للأرض.
من خلال الأعتاب ، تتسرب جزيئات الرياح الشمسية إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي للكوكب في منطقتين على خطوط العرض العليا.
الغلاف المغناطيسي للأرضهاتان المنطقتان هما شكلان بيضاويان (في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي) ، بعيدان عن القطبين المغنطيسي الأرضي في الليل بحوالي 20 درجة ، وفي فترة ما بعد الظهر بمقدار 10 درجات. طول هذه المناطق البيضاوية في خط العرض ليست سوى بضع مئات من الكيلومترات.
مع عاصفة مغناطيسية شديدة ، تتحول البيضاوي بقوة نحو خط الاستواء.
وإذا كانت شدة الشفق أثناء فترات الشمس الهادئة ، صغيرة الحجم ، فإن الأمر يتفاقم أثناء النشاط الشمسي. انبعاثات الكتلة الاكليلية (البلازما من هالة الشمس) تزيد بشكل كبير من شدة الرياح الشمسية.
تضاف العواصف المغنطيسية إلى النار. أثناءها ، في الذيل المغنطيسي الأرضي (على الجانب الليلي من الأرض) ، تتم إعادة ربط خطوط القوة للحقل المغناطيسي بين الكواكب والحقل المغنطيسي الأرضي للأرض. نتيجة لذلك ، يتغير طوبولوجيا الخط ، يتم تحويل الطاقة المنبعثة بشكل متفجر إلى تيار جديد ، يسمى "الطائرة الكهربائية". يقوم كهربائي ، من بين أشياء أخرى ، بتسخين وتسريع الجسيمات المشحونة ، وتحويلها إلى تيار بلازما عالي الطاقة.
نظرًا لأن الرياح الشمسية وطرد كتلة الشريان التاجي هما في الغالب بروتونات وإلكترونات ، على التوالي ، هناك نوعان من الشفق المميزة.
الشفق الإلكتروني ،
بسبب تدفقات الإلكترون والسائدة على الأرض. هذه جميعها عبارة عن أقواس خضراء أو توتية بنفسجية مألوفة وأشرطة مشعة وأشرطة وستائر وأشكال أخرى ذات بنية محددة إلى حد ما.
كيف يتم تشكيلها. - تنخفض إلكترونات البلازما الشمسية ، التي تقطع الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض ، إلى ارتفاعات تتراوح بين 400 و 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر. هنا ، تحت تأثيرها ، يحدث تأين غازات الغلاف الجوي المحايدة (الأكسجين والنيتروجين) ، وكذلك إثارة ذراتها وجزيئاتها. استجابةً لذلك ، تنبعث جزيئات وذرات وأكسجين الأكسجين في الغلاف الجوي والنيتروجين من كوانتا ضوئية بطول موجي محدد بدقة.
يحدد هذا لون الشفق: على سبيل المثال ، الأكسجين مسؤول عن اللون الأخضر (أقوى خط له) ، والنيتروجين ، البنفسجي أو الأزرق أو الأحمر. بشكل عام ، كل أورورا لها لوحة ألوان فريدة خاصة بها ، وهذا يتوقف على النسبة المتغيرة باستمرار من التركيب الكيميائي للغلاف الجوي.
تدفقات الإلكترون تسبب الشفق على الأرض ، ليس فقط في النطاق المرئي.
نادر على الأرض ، ولكن لا يزال موجودا فقط على كوكب المشتري ، والأشعة السينية الشفق.
أقوى شفق ساطع تم تسجيله في 11 أبريل 1997 بواسطة القمر الصناعي المداري Polar. تُظهر الصورة الأشعة السينية (بألوان تقليدية) المتولدة في الغلاف الجوي العلوي وبسبب تدفقات الإلكترونات عالية الطاقة.الشفق القطبي البروتوني
إنها أيضًا ظاهرة نادرة إلى حد ما على الأرض ومساهمتها في توهج سماء الأرض صغيرة نسبيًا.
البروتونات ، التي تدخل الغلاف الجوي للأرض ، تصطدم أيضًا بجزيئات وذرات غازات الغلاف الجوي ، فتثيرها وتؤينها. ولكن في الوقت نفسه ، يمكن للبروتون التقاط إلكترون حر وستحدث عملية إعادة الشحن. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل ذرة هيدروجين محايدة ، والتي يمكن أن تنبعث الفوتونات في النطاقات المرئية والأشعة فوق البنفسجية.
الشكل الأكثر شيوعًا لأوروبا البروتونية هو قوس واسع إلى حد ما ، ممدود في الاتجاه من الشرق إلى الغرب ، بعرض 300 إلى 1000 كم. هناك أيضًا أقواس وبقع منتشرة.
ريد بروتون آرك ، ميشيغان
الشفق القطبي القوي في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. صور من القمر الصناعي IMAGEالآن دعونا نرى كيف هي الأمور مع الشفق على الكواكب الأخرى.
عطارد
كل شيء سيء.
على الرغم من المجال المغناطيسي الحالي ، الذي تقل شدته عن الأرض 100 مرة ، إلا أن الغلاف الجوي على هذا الكوكب غائب فعليًا. من النادر للغاية أن تشكل جزيئات الرياح الشمسية نفسها الغلاف الجوي للكوكب ، إلى جانب ذرات خرجت من السطح. ذرات الغلاف الجوي تصطدم في كثير من الأحيان مع الكوكب من بعضها البعض.
فينوس
ليس سيئا كما قد يبدو.
الوضع المقابل لعطارد هو جو كثيف وكثيف وغياب مجال مغناطيسي عالمي. لكن على الرغم من ذلك ، فإن كوكب الزهرة له غلاف مغناطيسي ضعيف - وهو ناتج عن الرياح الشمسية نفسها ، وليس عن طريق الكوكب.
في الألفينيات من القرن الماضي ، اكتشف Venus Express أن ذيل مغنطيسي ، على غرار الأرض ، يمتد خلف كوكب الزهرة. في ذلك ، أيضا ، يحدث إعادة الاتصال لخطوط المجال المغناطيسي. - خطوط شاملة الاتجاهات للبلازما الشمسية المتحركة قريبة جداً من بعضها البعض ومغلقة.
تتفاعل الرياح الشمسية ، التي تتحكم فيها عملية إعادة الاتصال ، تمامًا مع غازات فينوس الجوية. لذلك ، فإن الشفق القطبي هنا ليس قطبيًا تمامًا ، أو بالأحرى ، ليس قطبيًا على الإطلاق ، ويمثل بقعًا خفيفة ومنتشرة من مختلف الأشكال والشدة. في بعض الأحيان أنها تؤثر على القرص الكوكبي بأكمله. مرئية بشكل خاص على الجانب الليلي من الكوكب.
المريخ
لا يوجد أي مجال مغناطيسي عالمي على سطح المريخ ، ومع ذلك ، هناك مغنطة مغناطيسية محلية متبقية للقشرة ، خاصة في المرتفعات في نصف الكرة الجنوبي.
الغلاف الجوي للمريخ رقيق وغريب الأطوار ، ويتكون بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون. عند التفاعل مع إلكترونات الرياح الشمسية ، والتي تتسارع على غرار الحقول المغناطيسية المحلية ، يمكن للمرء أن يشاهد الشفق الألكترون فوق البنفسجي نادر وقصير الأجل.
في 14 أغسطس 2004 ، تم تسجيل مثل هذه الظاهرة بواسطة أداة SPICAM على متن محطة Mars Express المدارية في منطقة Cimmerian land. وكان الحجم الكلي للمنطقة المشعة حوالي 30 كم ، وحوالي 8 كم في الطول.
المجالات المغناطيسية المحلية للمريخلكن الشفق القطبي البروتون ، الذي تم تسجيله لأول مرة خلال عاصفة شمسية في 12-13 سبتمبر 2017 من قبل مركبة الفضاء "موفين" ، لا يشبه أكثر قوة وعالمية. يمكنهم تغطية الكوكب بأكمله تقريبا.
المريخ محاط بتاج واسع من الهيدروجين المحايد. تخترق بروتونات الرياح الشمسية ، التي خضعت لعملية إعادة الشحن في الهالة ، في شكل ذرات محايدة من خلال موجة صدمات الرأس (التي تحمل جزيئات مشحونة فقط) وتتفاعل مع ذرات وجزيئات الغازات في الغلاف الجوي السفلي (على ارتفاع يتراوح بين 110 و 130 كم) .
كسر مستوى الإشعاع على سطح المريخ ، الذي سجلته العاصفة الشمسية خلال هذه العاصفة الشمسية ، جميع الأرقام القياسية المبكرة ، أي ما يقرب من ضعف قراءاتها.
(يحتوي الفضول على مثل هذا الجهاز - "كاشف تقييم الإشعاع" أو RAD. وهو يجمع البيانات لتقدير مستوى خلفية الإشعاع التي ستؤثر على المشاركين في البعثات المستقبلية إلى المريخ. يتم تثبيت الجهاز تقريبًا في "قلب" روفر ، محاكيًا شخص داخل الفضاء السفينة).
لذلك أثناء العواصف الشمسية ، كان المستعمرون على سطح المريخ أفضل حالًا في مكان ما.
يتم تجميع البيانات فوق البنفسجية على صورة المريخ في الجانب الليلي قبل (يسار) وخلال (يمين) الحدث. يبدو أن الإشعاع الزهري هو الأذكى على حافة صورة الكوكب على طول الطبقة المضيئة من الغلاف الجوي.عمالقة الغاز
تمتلك الكواكب الأربعة العملاقة للنظام الشمسي كل شيء لظهور الشفق - أجواء قوية وحقول مغناطيسية قوية.
من السمات غير السارة للرصدات من الأرض (وبشكل عام من المناطق الداخلية للنظام الشمسي) للكواكب العملاقة أنها تواجه المراقب مع الجانب الذي أضاءته الشمس. لذلك ، في النطاق المرئي ، تضيع الشفق في ضوء الشمس المنعكس.
ومع ذلك ، يمكن الكشف عن الشفق في النطاقات الكهرومغناطيسية الأخرى. - يتم تسجيل الأشعة فوق البنفسجية من أجواء العمالقة الغنية بالهيدروجين بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. يتم اكتشاف نطاق الأشعة السينية مرة أخرى بواسطة تلسكوب تشاندرا الفضائي. وتكتشف الأشعة تحت الحمراء حتى سوبارو الأرضية.
نظام المشتري
أحتاج أن أقول أن أكبر كوكب في المجموعة الشمسية لديه أقوى الشفق؟ بالإضافة إلى ذلك ، على عكس الأرض ، فإن الشفق في كوكب المشتري دائم.
من الميزات المدهشة أيضًا لأهالي كوكب المشتري أنها تنشأ ليس فقط بسبب الرياح الشمسية ، ولكن أيضًا بسبب تدفقات الجسيمات المنبعثة من أقمار الكوكب: Io و Ganymede و Europe (تُلاحظ أيضًا auroras على هذه الأقمار الصناعية).
يتأثر وجود Io بشكل خاص ، نظرًا لأن هذا القمر الصناعي نشط بشكل بركاني ولديه أيونوسفير خاص به.
كوكب المشتري أورورا بورياليس. التحرير والسرد هابل النار ، مجموعة مرئية والأشعة فوق البنفسجية.يلعب Io الصغير دورًا مهمًا في تكوين الحقل المغناطيسي للمشتري العملاق. - تنبعث براكينها في الغلاف الجوي من الكبريت المؤين والمحايد والأكسجين والكلور والصوديوم الذري والبوتاسيوم وثاني أكسيد الكبريت الجزيئي ، وكذلك غبار كلوريد الصوديوم. يتم رسم كل هذه المادة بواسطة الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري من الغلاف الجوي الرقيق لـ Io بسرعة 1 طن في الثانية.
في هذه الحالة ، اعتمادًا على التأين ، تختفي هذه المسألة إما إلى سحابة محايدة نادرة حول القمر الصناعي (بقعة صفراء في الشكل) أو في شعلة بلازما تحيط بكامل المشتري (المنطقة الحمراء موجودة أيضًا).
رسم تخطيطي للغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري وتأثيرات Io: بلازما torus (أحمر) ، سحابة محايدة (صفراء) ، أنبوب تدفق (أخضر) وخطوط مجال مغناطيسي (أزرق)وكيف يؤثر Io على الشفق في كوكب المشتري؟ اتضح أن هذا الجزء من الغاز المؤين الذي يسرقه الكوكب من قمره الصناعي يتم توجيهه على طول خطوط قوة المجال المغناطيسي إلى أقطابه (الحلقة الرأسية الخضراء في الشكل أعلاه). كما تبين ، كما كان الحال ، أنبوب يربط Io والمناطق القطبية لكوكب المشتري ، يتم من خلالها ضخ الجسيمات المشحونة هناك. نتيجة لذلك ، تتشكل "بصمة" Io في الغلاف الجوي لكوكب المشتري: بقعة سمعية ، تتبع دوران القمر الصناعي مع بعض التأخر.
الرسوم المتحركة التي تم إنشاؤها من صور تلسكوب هابل الفضائي ، ربيع 2005. أثر Io مرئي على اليمينوبطريقة مماثلة ، ولكن إلى حد أقل ، تتأثر محرّكات المشتري بكوكب من أقمارها الأخرى - أوروبا وجانيميد. تتشكل بقعها الشفقية الساخنة بسبب أيونات مشحونة للغاية من الأكسجين والكبريت ، وربما الكربون ، والتي تتبادل الشحنات بنشاط.
تعتبر النقاط الشاذة أو الساخنة (في ضوء الأشعة فوق البنفسجية) لـ Io و Ganymede وأوروبا آثار خطوط مغناطيسية للقوة تربط الأيونوسفيرات الخاصة بالسواتل مع الغلاف الجوي المؤين لكوكب المشتري.
يُعتقد أن النقاط المضيئة داخل الحلقات الرئيسية ، التي تظهر من وقت لآخر ، ترتبط بتفاعل الغلاف المغناطيسي والرياح الشمسية.
الشفقان الشمالي والجنوبي لكوكب المشتري. صور الكوكب وصور الشفق التي التقطتها أدوات مختلفة من تلسكوب هابل (مجموعة مرئية والأشعة فوق البنفسجية).أورورا الأشعة السينية من كوكب المشتري مثيرة للاهتمام للغاية. - أولاً ، كوكب المشتري هو عملاق الغاز الوحيد في النظام الشمسي الذي يشتمل على أوروراس الأشعة السينية. ثانياً ، على عكس الأرض ، حيث تكون الشفقان في القطبين الشمالي والجنوبي تقريبًا صورة طبق الأصل عن بعضها البعض ، فإن الإشعاع عند القطبين في كوكب المشتري "غير متزامن" - تتصرف الشفقان الجنوبي والشمالي بشكل مستقل عن بعضهما البعض ويغيران شدتهما بشكل مختلف.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن أشعة كوكب المشتري تنبض. في القطب الجنوبي - كل 11 دقيقة ، ولكن في القطب الشمالي ، فإن الشفق القطبي غير مستقر ويغير نشاطه بشكل مستقل وبتردد مختلف - في فترات زمنية مختلفة - من 12 إلى 26 وحتى 40 إلى 45 دقيقة.
لا تزال أسباب عدم التزامن هذا وتموجه غير واضحة.
أشعة الشمس السينية في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي لكوكب المشتري. بيانات الأقمار الصناعية XMM-Newton و Chandra X-rayوسؤال آخر - كيف يمنح كوكب المشتري الجسيمات في غلافه المغناطيسي بطاقات هائلة ضرورية لإنشاء دفق ثابت من الأشعة السينية؟
هناك افتراض بأن الكوكب يسرع أيونات الأكسجين إلى طاقات عالية بشكل لا يصدق ، والتي ، عندما تصطدم مع الغلاف الجوي بسرعة ألف كيلومتر في الثانية ، تفقد الإلكترونات الثمانية جميعها. يجب أن تكشف الملاحظات المستقبلية لـ Chandra و XMM-Newton و Jupiter Juno عن طبيعة هذه العملية.
هابل وشاندرا صور الأشعة السينية مجتمعة
صور + إعادة بناء الشفق في النطاق المرئي أعلى القطب الشمالي لكوكب المشتري من جهاز "جونو". محطة المدار كوكب المشتري سمحت لمراقبة الجانب المظلم من الكوكب. 18 ديسمبر 2018.
صورة الأشعة تحت الحمراء للشفق في القطب الجنوبي لكوكب المشتري مع تلسكوب سوبارو.
يتم تسخين الغازات التي تتفاعل مع الرياح الشمسية في الغلاف الجوي العلوي ، كما هو الحال على الأرض. ومع ذلك ، يحدث تسخين جو يوفيان أعمق مرتين أو ثلاث مرات أكثر من الأرض ، حيث يصل إلى المستوى الأدنى من الستراتوسفير.حسنًا ، لا يمكن للمرء أن يفشل في ملاحظة
Ganymede - أكبر قمر صناعي في النظام الشمسي والقمر الوحيد ذي الغلاف المغناطيسي الخاص به. انها صغيرة جدا ومغمورة في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري. ومع ذلك ، فإن وجود غانيميد لديه أيضا جو الأكسجين ضعيف ويسبب وجود الشفق القطبي فوق البنفسجي.
مراقبة الشفق القطبي Ganymede (وهي تعتمد على التغيرات في المجال المغناطيسي لكوكب المشتري - بينما يبدو الشفق القطبي في Ganymede "متأرجحًا") ، توصل العلماء إلى نتيجة مذهلة: تحت قشرة Ganymede ، يتم احتواء كمية كبيرة من المياه المالحة وتأثيرها على مجالها المغناطيسي.
يؤدي وجود المحيط المالح إلى إنشاء حقل مغناطيسي ثانوي ، مما يسمح لك بمقاومة تأثير كوكب المشتري. هذا "الاحتكاك المغناطيسي" بطريقة ما يقمع تأثير الشفق القطبي. في الممارسة العملية ، يتم تقليل تأرجح الشفق إلى درجتين (بدلاً من 6 درجات ، وهو ما سيتم ملاحظته إذا لم يكن المحيط موجودًا).
وفقًا للعلماء ، يبلغ عمق المحيط 100 كيلومتر ، أي أنه أعمق بحوالي 10 أضعاف محيطات الأرض. صحيح أن محيط غانيميد مدفون تحت قشرة جليدية طولها 150-170 كم.
الجمع بين هابل الصورة في نطاقات مرئية والأشعة فوق البنفسجية + التصور غانيميد.
نظام زحل
زحل أيضا الشفق ، أين يذهبون.
هنا Enceladus نشطة "البركانية" ، المنطقة القطبية الجنوبية التي تنشط بنشاط ينبع من بخار الماء مع جزيئات الجليد في الغلاف الجوي المحيط بالقمر الصناعي. تصل هذه الانبعاثات إلى عدة مئات من الكيلومترات ، وحتى تصبح جزءًا من الحلقة E ، التي يدور فيها إنسيلادوس.
يتم تأين جزء من بخار الماء هذا ويبلغ حجمه 100 كيلو جرام في الثانية ، ويغذي الغلاف المغنطيسي لزحل بالعديد من الهيدروجين والهيدروجين والأكسجين وأيونات وشوارد أخرى.ومع ذلك ، فهي ليست كافية لتضخيم الغلاف المغناطيسي العملاق إلى حجم كوكب المشتري. لذلك ، تعتمد الشفق على زحل بقوة أكبر بكثير من كوكب المشتري على شدة الرياح الشمسية. في هذا فهي تشبه تلك الدنيوية.
زحل أورورا الشمالية ، التي استولت عليها كاسيني في الأشعة تحت الحمراء (4 ميكرون ، الأزرق). الغيوم ملقاة باللون الأحمر الشرطي (5 ميكرون). سحابة سداسية اكتشفت في وقت سابق واضحة للعيان تحت الأضواء.الشفق على زحل ، وكذلك على الأرض ، تشكل حلقات مغلقة أو غير مكتملة حول الأقطاب المغناطيسية."الشفق في زحل يمكن أن يكون شديد التقلب. - الآن ترى الألعاب النارية الدوامة ، وبعد فترة لا ترى شيئًا. في عام 2013 ، على سبيل المثال ، رأينا عددًا لا يمكن تصوره من الهالات على كلا قطبي الكوكب - من الحلقات الساطعة الثابتة إلى الهبات الفائقة من الضوء التي تمر عبر القطب ، "يقول جوناثان دي نيكولز من جامعة ليستر في إنجلترا.
القطب الجنوبي لساتورن والتشغيل المشترك لتلسكوب هابل في مدى الأشعة فوق البنفسجية وجهاز كاسيني في النطاقات المرئية والأشعة تحت الحمراء والراديو.
ثلاث صور لزحل ، مأخوذة على فترات من يومين.
وزحل في الأشعة فوق البنفسجية النقية من هابل.بفضل قدرة كاسيني على مراقبة الأجسام في الضوء المرئي ، تمكن العلماء من معرفة ألوان الشفق في زحل. في حين أن أورور على الأرض لها ألوان خضراء أقرب إلى السطح وأحمر في الأعلى ، أظهرت كاميرات التحقيق أن الشفق في زحل لها ألوان حمراء أقرب إلى وسط الكوكب والأرجواني في الغلاف الجوي العلوي.الشفق الساطع بشكل خاص على زحل ، تم التقاطه من مسافة قريبة بواسطة مهمة كاسيني في 29 نوفمبر 2010. تنخفض الإشراق من سطح الكوكب (تحتل الجزء العلوي من الصورة) لمسافة 1400 كم. الخطوط المتقطعة تشير إلى أوجه التشابه وخطوط الطول ، والشرطة في أسفل الصورة هي نجوم.
أورانوس ونبتون
مع أورانوس ، كل شيء هنا لا يشكر الله - إنه يقع على جانبه ، ولا يمر محور الحقل المغناطيسي عبر المركز الهندسي للكوكب. "يخطئ" ثلث نصف القطر ويميل بمقدار يصل إلى 59 درجة من محور الدوران."قوة" أكبر - فقط في نبتون. يتم تبديل محور ثنائي القطب به على بعد 14 ألف كم من وسط الكوكب (هذا هو 0.57 من نصف قطره) ، ويتم تحويل مركز ثنائي القطب بمقدار 6 آلاف كيلومتر إلى نصف الكرة الجنوبي. لذلك ، المجال المغناطيسي في القطب المغناطيسي الجنوبي أعلى 10 مرات من الشمال. لكن المنحدر أقل - 47 درجة.على الرغم من هذا "الانحناء والتضخم" للمحاور ، فإن الحقول المغناطيسية لعمالقة الجليد ليست ضعيفة للغاية - أورانوس يشبه الأرض تقريبًا ، نبتون أقل 2-3 مرات فقط. تبعا لذلك ، هناك كل من الغلاف المغناطيسي وموجات صدمة الرأس ، وينبغي أن يقترن أضواء القطبية مع أجواء قوية.
الصعوبات في البحث عن الشفق على أورانوس ونبتون هي أنه ليس من السهل حساب "وقت الرحلة" لطرد الاكليلية من الشمس. حتى على الأرض ، تطير جزيئات الطاقة العالية يوميًا أو يومين أو ثلاثة ، ومن المستحيل التنبؤ بدقة بالوقت. وبطبيعة الحال ، فإن سرعة القذف معروفة - فهي عادة ما تصل إلى مئات من سرعة الضوء ، أي آلاف الكيلومترات في الثانية - لكن النتيجة تتأثر أيضًا بتفاعل الجسيمات مع حقول الجاذبية والمغناطيسية للشمس.من السهل حساب أنه مع سرعة انبعاث تبلغ 3000 كم / ثانية ومسافة إلى أورانوس حوالي 3 مليارات كم ، ستحدث الشفق القطبي في حوالي 11 يومًا. ومع ذلك ، فإن الخطأ في هذه الحسابات كبير ، ويتم جدولة وقت التشغيل في تليسكوب هابل ، لذلك يستحيل النظر إلى أورانوس أو نبتون لعدة أيام متتالية.وبما أن عمالقة الجليد لم يكن لديهم مهام مدارية ، في حالة أورانوس ، تم تسجيل الشفق الأول فقط في عام 2011.الشفق على نبتون لم يتم القبض عليه من قبل التلسكوبات. لاحظ فوياجر 2 الشفق القطبي في جو نبتون - حيث كانت مبعثرة في جميع أنحاء الفضاء (وليس فقط في المناطق البيضاوية حول القطبين). وقد لوحظت أيضا أورور على تريتون.
أورانوس أوروراس التي استولت عليها مطياف الأشعة فوق البنفسجية هابل في 2011 و 2012 و 2014.